[发明专利]一种混合型再生电能吸收利用装置的容量配置与控制方法

摘要

本发明具体涉及一种混合型再生电能吸收利用装置的容量配置与控制方法，包括容量配置方法与基于容量配置方法的混合型再生电能吸收利用装置的控制方法。容量配置方法包括以下步骤：获得中压环网的功率和列车再生电能的峰值功率，确定混合型吸收装置中逆变吸收装置的容量Pinv，确定混合型吸收装置中储能吸收部分的功率容量Psto。所述控制方法包括以下步骤：基于上述的容量配置判断混合型再生电能吸收利用装置的投入情况。本发明针对现有单一的再生电能吸收利用方案中，如果要完全吸收再生电能时再生电能吸收装置的成本高和占地面积大的问题。

主权项

1.一种混合型再生电能吸收利用装置的容量配置与控制方法，其特征在于：包括容量配置方法与基于容量配置方法的混合型再生电能吸收利用装置的控制方法；所述容量配置方法包括以下步骤：步骤一：获得中压环网的功率和列车再生电能的峰值功率：根据车辆再生制动的功率曲线得到再生功率的最大峰值功率Pimax，根据主变电所中110kV/35kV主变压器的功率得到地铁中压环网在行车时段的平均有功功率Pgave；步骤二：确定混合型吸收装置中逆变吸收装置的容量Pinv：根据步骤一获得的Pimax和Pgave值，当PgavePimax时说明地铁中压环网的平均消纳能力能够消纳列车再生制动的峰值功率，则设置逆变吸收部分容量Pinv=K2*Pimax，其中K2为小于1大于0的值；步骤三：确定混合型吸收装置中储能吸收部分的功率容量Psto：根据步骤二获得的Pinv值，由储能部分吸收剩余的再生功率得到储能部分的Psto；即当PgavePimax时，储能吸收部分功率Psto=Pimax‑K2*Pimax；步骤四：选择K1和K2值：选取K1=0.5或K2=0.5时，储能部分和逆变部分的最大吸收功率相同，但逆变部分约吸收总再生电能的3/4,而储能部分约仅吸收总再生电能的1/4，从而实现储能协调容量的优化配置；所述基于容量配置方法的混合型再生电能吸收利用装置的控制方法；包括以下步骤：步骤五：设置混合型再生电能吸收利用装置；所述再生电能吸收利用装置包括逆变回馈装置和储能装置；所述逆变回馈装置和所述储能装置的直流接入侧并联后接入到直流牵引网；所述逆变回馈装置交流输回馈出通过变压器接入交流电网；所述储能装置的直流输出接到功率型储能单元；所述功率型储能单元为超级电容或/和功率型电池组；所述主控制器采样检测直流牵引网电压、交流电网电压、储能部分装置状态及电压电流、逆变部分装置状态及电压电流，并控制逆变部分装置与储能部分装置的协调工作；步骤六：如果采样到的实时直流牵引网电压大于第一电压预设值Vth1，主控制器发送启动信号至逆变回馈装置，逆变回馈装置基于上述的步骤一至步骤四的过程从而投入逆变回馈装置的吸收能量状态；主控制器采样逆变回馈装置进行吸收能量后的直流牵引网电压，如果此时直流牵引网电压大于第二电压预设值Vth2，主控制器发送启动信号至储能装置，所述储能装置基于上述的步骤一至步骤四的过程从而进行储能装置投入吸收能量；其中Vth2大于Vth1；当逆变回馈装置进入吸收能量状态时，逆变回馈装置采用电压外环和电流内环的控制策略，在逆变回馈装置容量Pinv内，将再生电能回馈中压环网的同时稳定直流牵引网电压为Vth1 ；当储能装置进入吸收能量状态时，储能装置采用电压外环和电流内环的控制策略，在储能装置功率Psto内，将再生电能回馈吸收到储能介质中同时稳定直流牵引网电压为Vth2 ；步骤七：主控制器采样逆变回馈装置和储能装置均投入吸收能量时的直流牵引网电压，如果此时的直流牵引网电压变小且储能装置的电流减少为零时，储能装置退出吸收能量；所述控制器判断储能装置退出吸收能量后，直流牵引网电压是否稳定且逆变回馈装置的吸收电流是否为零；如果此时逆变回馈装置的吸收电流为零时表示再生制动功率下降为零，逆变回馈装置退出吸收能量，即混合型再生电能吸收利用装置退出再生电能吸收过程；步骤八：如果直流牵引网电压小于第三电压预设值Vth3，其中Vth3小于Vth1，主控制器发送释能信号至储能装置，所述储能装置将存储的能量释放至直流牵引网。