[发明专利]基于飞轮储能的牵引供电系统及飞轮储能控制调度方法

说明书

本发明提供了一种基于飞轮储能的牵引供电系统和飞轮储能控制调度方法，飞轮储能装置通过第一变流器接入牵引网的直流母线，飞轮储能装置通过第二变流器接入低压交流系统，当牵引网发生故障时，若飞轮储能装置能够提供的能量大于等于将列车牵引至预设位置所需的能量，则飞轮储能装置通过第一变流器释放能量至牵引网，将列车牵引至预设位置；若飞轮储能装置能够提供的能量小于将列车牵引至预设位置所需的能量，且低压交流系统没有发生故障，则第二变流器通过低压交流系统为飞轮储能装置充电，以使得飞轮储能装置通过第一变流器释放能量至牵引网，将列车牵引至预设位置。本发明能够提高轨道交通应急牵引的可靠性。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于飞轮储能的牵引供电系统及飞轮储能控制调度方法。

背景技术

城市轨道交通作为一种电能驱动、快捷便利的公共出行方式对改善环境、缓解交通拥堵起到了重要作用。

轨道交通应急牵引没有很好解决办法，只能从加强供电保障的可靠性入手，不过再可靠的供电保障也会有故障发生的可能，目前轨道交通普遍采用双边供电方式保障供电，在一座牵引变电所故障时还可采用大双边供电，但是，当整个牵引供电网络故障时，列车则会滞留在区间。此时，地铁一般做法是安排工程车到达事故地点，使用工程车将滞留区间列车牵引至指定位置，不过，这种方法用时较长，需要几十分钟，会引起滞留车辆内人员恐慌，甚至发生安全事故。

因此，如何保证应急牵引的可靠性，是现有问题急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于飞轮储能的牵引供电系统及飞轮储能控制调度方法，能够提高轨道交通应急牵引的可靠性。

本发明实施例的第一方面提供了一种基于飞轮储能的牵引供电系统，包括：飞轮储能装置、第一变流器、第二变流器、第一开关和第二开关，其中，所述飞轮储能装置通过所述第一变流器接入牵引网的直流母线，所述飞轮储能装置通过所述第二变流器接入低压交流系统，所述第一开关用于连接所述牵引网的直流母线和所述第一变流器，所述第二开关用于连接所述第二变流器和所述低压交流系统；

当所述牵引网发生故障时，若所述飞轮储能装置能够提供的能量大于等于将列车牵引至预设位置所需的能量，则所述飞轮储能装置通过所述第一变流器释放能量至所述牵引网，将所述列车牵引至所述预设位置；

若所述飞轮储能装置能够提供的能量小于将列车牵引至预设位置所需的能量，且所述低压交流系统没有发生故障，则所述第二变流器通过低压交流系统为所述飞轮储能装置充电，以使得飞轮储能装置通过所述第一变流器释放能量至所述牵引网，将所述列车牵引至所述预设位置。

在一种可能的实现方式中，该系统还包括蓄电池、第三变流器和第三开关，所述飞轮储能装置通过所述第三变流器与所述蓄电池连接，所述第三开关用于连接所述飞轮储能装置和所述第三变流器；

当所述牵引网和所述低压交流系统都发生故障时，若所述飞轮储能装置能够提供的能量小于将列车牵引至预设位置所需的能量，所述第三变流器通过所述蓄电池为所述飞轮储能装置充电，以使得飞轮储能装置通过所述第一变流器释放能量至所述牵引网，将所述列车牵引至所述预设位置。

在一种可能的实现方式中，该系统还包括第四变流器和第四开关，所述蓄电池通过所述第四变流器和所述第四开关与低压交流系统连接，并通过所述低压交流系统充电。

在一种可能的实现方式中，所述第一变流器为双向直流/交流DC/AC变流器，所述第一变流器还用于监测所述牵引网直流母线的电压，当所述牵引网的直流电压小于等于第一预设值时，所述飞轮储能装置用于通过所述第一变流器释放自身的能量至所述牵引网，以使得所述牵引网的电压保持在预设范围内。

在一种可能的实现方式中，当所述牵引网的直流电压大于等于第二预设值时，所述飞轮储能装置用于通过所述第一变流器吸收牵引网的能量。