[發明專利]基于鐵路列車的儲能系統的自動調諧方法

有效

• 申請號: 201210530640.4
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103166216B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 李恩圭;金泰奭;權景敏
• 申請（專利權）人: 株式會社宇進產電
• 主分類號: H02J1/02
• 分類號: H02J1/02;H02J7/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 武君

技術領域

本發明涉及一種基于鐵路列車的儲能系統的自動調諧方法，更詳細而言，涉及一種通過根據變電站的電壓變動、由于運行模式的電壓變動、按照時間的電壓變動而發生的架空線電壓的變動，自動進行最佳的跟蹤，從而增大儲能效率的基于鐵路列車的儲能系統的自動調諧方法。

背景技術

眾所周知，因氣候變化，全世界處于環境被破壞的危機，出現高油價現象，進而面臨資源枯竭的危機，隨著石油能源的枯竭及環境污染越來越嚴重，自為防止全球暖化的京都議定書生效以來，為抑制排放二氧化碳的新再生能源的開發成為當務之急。

這種情況下，技術開發的方向集中在利用風力、潮力、太陽光、水力等自然能源的新再生能源的開發，同時，進行通過改善現有能源發生系統或儲能系統中被損失處理的能源系統或裝置來減低損失率的開發。

最近，在電動車的制動方式中，為了節約能源采取再生制動方式，即，當快速行駛中的電動車為了停車而減速時，將電動車的動能作為電能再回收的方式。這種再生制動方式具有不僅能夠減少整個系統的耗電量，還能防止因機械制動而產生的噪聲問題及制動蹄片的磨損的問題，因此其適用范圍逐漸擴大。

但是，快速行駛中的電動車為了在行駛中停車而以再生制動方式減速時，由于電機通過發電機動作而執行制動，因此瞬時間會產生很大的電壓（再生電力）。由于這種再生電力瞬時間對架空線施加大電壓，因此架空線電壓會變動而使系統變得不穩定，而且，隨后的電動車不能容納所述電壓時，僅作為使架空線的電壓變動的要因起作用，因此，會成為隨后的列車發生故障的原因。

為了有效地利用再生能源，儲能系統的充放電電平值起非常重要的作用，但由于電鐵變電站的輸出電壓的變動及電動車運行而引起的架空線電壓的變動，很難有效地利用系統。

參照圖1，詳細說明現有直流電鐵發電站的架空線變動。

直流電鐵發電站的供電系統所具備的變電設備由2500kW 12脈波整流器構成，2500kW整流器具有將交流電源變換為直流電源的功能。表1表示變電設備的整流器的額定功率。

【表1】

根據所述圖說明直流變電站的架空線變動，在直流地鐵供電系統，通過變壓器和整流器的架空線電源由電力公司的電源變動而決定。電力公司的供電變動允許范圍到3%，實際測定結果確認到整流器后端的架空線電壓并沒有預定的模式，以1625V為基準變動范圍在1612~1640V。

圖1是在列車運行時利用DCPT測定整流器后端的母線的結果，看測定線厚的輪廓，可以確認到架空線的晃動與列車運行無關。此處，尖的部分表示的測定電壓是表示列車啟動（powering up）及再生制動時的電壓。

一般所使用的儲能系統是，在架空線的電壓為一定的前提下，被設定為比架空線電壓上升或下降預定電壓以上時，使儲能系統充電或放電。但是，實際上隨著變電設備的容量增大，啟動時發生的架空線電壓的電壓下降非常小，在此情況下，將儲能裝置的放電開始電壓設定為預定電壓是很困難的。

并且，作為另一問題，在啟動時發生的電壓下降15V以下，相對于此，架空線的電壓具有30V以上的變動幅度，因此實際上儲能裝置不能順利地進行充放電。由此，有必要按照架空線電壓的變動而使儲能裝置的充放電開始電壓和維持電壓變動。但是，架空線電壓變動并不根據時間或列車的運行模式具有預定模式，因此，實際上很難跟蹤架空線的電壓變動。

架空線電壓除根據變電站的電壓變動或運行模式的變化而變動以外，還按照時間變動，架空線電源從電力公司接收22.9kV的電源，經由12相變壓器和整流器進行供應。此時，22.9kV的電源以3%的變動幅度被供應，這會對變電站的直流架空線電源帶來影響。由此，需要對架空線電源的變動進行適當補償。圖2是將在大田城市鐵路1號線大東變電站實際測量的數據按時間正規化的結果。由圖2所示可以確認架空線電源從1610V變到1630V。

與此相同，在為了提高儲能系統的效率而跟蹤架空線電壓的變動時，作為妨礙跟蹤的要素起作用。

發明內容

本發明是鑒于所述現有技術問題而提出的，其目的在于，提供一種通過根據變電站的電壓變動、由于運行模式的電壓變動、按照時間的電壓變動而發生的架空線電壓的變動自動進行最佳的跟蹤，從而增大儲能效率的基于鐵路列車的儲能系統的自動調諧方法。