[发明专利]列车供电控制装置、系统以及方法

说明书

本申请提供了一种列车供电控制装置、系统以及方法，该装置包括：第一控制器、内部中压直流母线、能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机；所述第一控制器分别与所述能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机连接；所述内部中压直流母线分别与所述能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机连接。本申请能够在实现列车经过分相区时牵引供电的基础上，提高储能单元的利用率。

技术领域

本申请涉及列车控制技术领域，尤其涉及一种列车供电控制装置、系统以及方法。

背景技术

目前，高速铁路通常采用单相(25kV/50Hz交流电)接触网供电。为了保证电力系统的三相平衡，普遍采用分段换相的方式，即在线路上设置若干分相区以实现三相电交替供电。分相区是电气化铁路的无电区间。

由于分相区为无电区，动车组在经过分相区时只能依靠惯性前进，从而造成列车的速度损失，严重时还会导致列车在分相区失电停车。

为了解决因分相区无电导致的列车短暂失去牵引力问题，目前主要有如下解决方案：分相区储能供电：通过在机车牵引直流母线上接入储能单元实现列车经过分相区时的牵引供电，但是由于储能单元直接接入牵引高压直流母线，其绝缘设计要求高，生产制造难度大且利用率低。

发明内容

针对现有技术中的至少一个问题，本申请提出了一种列车供电控制装置、系统以及方法，能够在实现列车经过分相区时牵引供电的基础上，提高储能单元的利用率。

为了解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种列车供电控制装置，包括：第一控制器、内部中压直流母线、能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机；

所述第一控制器分别与所述能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机连接；

所述内部中压直流母线分别与所述能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机连接；

所述第一控制器，用于经由所述直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机获得一列车在分相区内的辅助用电功率，经由所述非隔离双向DCDC模块获得所述列车的储能元件的最大充电功率和最大放电功率，以及经由所述列车的牵引变流器中的第二控制器获得所述牵引变流器对应的牵引逆变器功率，并根据所述辅助用电功率、所述储能元件的最大充电功率、最大放电功率以及所述牵引变流器对应的牵引逆变器功率，控制所述能量单元、非隔离双向DCDC模块、直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机，完成所述列车在分相区内的供电控制；其中，所述辅助用电功率包括：分别经由所述直流输出模块、辅助逆变器和蓄电池充电机获得的负载功率。

进一步地，所述能量单元包括：依次连接的第一高频模块、高频变压器和第二高频模块；

所述第一高频模块与所述第一控制器连接；

所述第二高频模块分别与所述第一控制器和内部中压直流母线连接。

进一步地，所述直流输出模块包括：依次连接的电感、第一隔离开关、熔断器、电容器和第二隔离开关；

所述电容器的两端分别与所述内部中压直流母线连接。

第二方面，本申请提供一种列车供电控制系统，包括：列车的牵引变流器、中压直流母线、中压交流母线、低压直流母线、储能元件以及所述的列车供电控制装置；所述列车供电控制装置分别与所述牵引变流器、中压直流母线、中压交流母线、低压直流母线和储能元件连接。

进一步地，所述能量单元与所述牵引变流器的高压直流母线连接；

所述直流输出模块与所述中压直流母线连接；