[发明专利]轨道交通再生制动能量综合回收利用装置及方法

摘要

本发明涉及一种轨道交通再生制动能量综合回收利用装置及方法。该装置设置有交流电压检测模块、直流电压检测模块、逻辑控制单元、飞轮储能系统和逆变器，飞轮储能系统根据牵引网直流母线电压值的高低与自身SOC值状态，做出向牵引网直流母线提供或吸收电能的动作；逆变器结合牵引网直流母线电压值的高低与飞轮的soc状态，确定是否吸收牵引网直流母线电压，若逆变器回馈功率相对较小，则回馈至低压交流供电网，若逆变器回馈功率相对较大，则回馈至配电网。本发明避免了使用逆变回馈装置后造成电网电能质量下降，结合飞轮储能系统无限容量持续工作特性，吸收飞轮储能系统满电后无法吸收的部分能量，避免轨道交通列车再生自动失效，节能明显。

主权项

1.一种轨道交通再生制动能量综合回收利用方法，其特征在于：/n10/35KV交流供电网通过牵引变压器、二极管整流器与750VDC/1500VDC牵引网直流母线电连接，为牵引网直流母线提供能量；/n750VDC/1500VDC牵引网直流母线与逻辑控制单元之间设置直流电压检测模块，直流电压检测模块检测750VDC/1500VDC牵引网直流母线电压值，将其变送为0～5VDC电压信号U1传送至逻辑控制单元；/n10/35KV交流供电网与逻辑控制单元之间设置交流电压检测模块，交流电压检测模块采集10KV/35KV交流供电网电压值，并根据不可控二极管整流电路的整流比例系数得到牵引网直流母线的空载电压值，而后将其变送为0～5VDC电压信号U2传送至逻辑控制单元；/n飞轮储能系统通过其驱动柜控制单元接入750VDC/1500VDC牵引网直流母线，驱动柜控制单元接收逻辑控制单元传送的偏差直流电压U，U=U1-U2；驱动柜控制单元根据U值大小以及自身SOC值状态作出决策，向飞轮和逆变器发出不同的控制指令；/n逆变器接入750VDC/1500VDC牵引网直流母线，逆变器的输出一路至低压交流供电网，另一路通过并网开关、升压变压器至10/35KV交流供电网；/n具体的：/n采用直流电压检测模块检测地铁牵引网直流母线电压值，将其变送为0～5VDC信号值；采用交流电压检测模块采集交流供电电网电压值，并按比例系数变换为平均直流电压值，而后将其变送为0～5VDC信号值；利用地铁牵引网直流母线电压减去平均直流电压，得到的差值定义为偏差直流电压U；/n飞轮储能系统根据750VDC/1500VDC牵引网直流母线电压值的高低与自身SOC 值状态，做出向750VDC/1500VDC牵引网直流母线提供或吸收电能的动作，有三种工作模式：充电模式，维持模式，放电模式；/n当偏差直流电压U位于[-Ua，Ua]区间内，飞轮储能系统处于维持操作模式，以1%功率充放电使飞轮维持在SOC=0.5的状态，逆变回馈装置不工作；/n当偏差直流电压U位于[-U_a，-U_b]区间内，地铁列车处于加速启动状态，飞轮储能系统执行放电操作模式，且放电功率随偏差直流电压U的增大而增大，当U位于[-U_b，-U_c]时，随着偏差直流电压U的增大，放电功率以100%功率输出，放电过程持续至飞轮储能系统的SOC值为0，逆变回馈装置不工作；/n当偏差直流电压U位于[U_a，U_b]区间内，地铁列车处于减速制动状态，若飞轮储能系统SOC<1，飞轮储能系统处于充电操作模式，且充电功率随偏差直流电压U的增大而增大，当U位于[U_b，U_c]时，随着偏差直流电压U的增大，充电功率以100%功率输出，在此期间不断监测飞轮储能系统的SOC值，当SOC=1时，若偏差直流电压U仍位于[U_a，U_c]区间内，则启动逆变器，若逆变器回馈功率相对较小，则回馈至低压交流供电网，若逆变器回馈功率相对较大，则通过并网开关，升压变压器回馈至10KV/35KV交流供电网，将多余的再生制动能量逆变至交流供电电网。/n