[發明專利]車輛再生制動能量電容-逆變吸收方法

有效

• 申請號: 201210579214.X
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN102983634A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 李根良;馬持躍
• 申請（專利權）人: 湖南恒信電氣有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J3/38;H02J1/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及車輛再生制動能量的吸收方法，更具體的說涉及一種車輛再生制動能量電容-逆變吸收方法。

背景技術

一般城市軌道交通車輛上設置了再生制動、電阻制動和空氣制動。車輛制動時，首先采用再生制動方式，將機械能轉換為電能返回到牽引網系統，如果這時沒有其他車輛吸收再生制動發出的電能，車輛只能采用電阻制動的方式，將車輛再生的動能通過電阻轉化為熱能。車站環控專業通過隧道活塞風、車站軌頂排風和車站軌底排風，將車輛電阻制動的熱量排出車站外。這種制動方式在地鐵車輛上設置了制動電阻。車載制動電阻使車輛的結構復雜，自重增加。車載制動電阻自重大，在車輛啟動時需要消耗電能，在車輛電阻制動時，也需要將其本身的動能轉化為熱能排出。

為了提高運營安全，解決車載電阻帶來的上述問題，目前地鐵、輕軌建設，車體上不再設置制動電阻，而采用地面制動電阻、地面逆變吸收等再生制動能量吸收方式，將設備設置在牽引變電所內，制動產生的再生電能首先通過相鄰車輛吸收利用，再生能量利用不完時，通過牽引變電所設置的再生能量吸收裝置來吸收再生制動產生的多余能量。這種設置方式取得了良好的效果，減輕了車輛軸重，增加了載客量，同時減少了隧道通風量。但無論制動電阻放在車體還是變電所內，其結果都是動能轉化為電能，再經過電阻發熱逸散掉，這與節能、環保的時代主題是相悖的，對于軌道交通運營部門也是極為不經濟的一種處理方式。而逆變能量吸收方式，就是將電能回收，為其他用電負荷所用，盡管此方式節能效果明顯，但其諧波大、功率因數低及損耗大。世界各軌道交通發達的國家，都在積極探討制動能量的利用模式，國內已完成將制動能量逆變回饋至車站AC400V電網，供常規負荷使用，而在逆變容量不足時，利用電阻消耗裝置作補充的方式。也在開發逆變至中壓環網的地面吸收設備。

由于電容儲能設備具有充放電速度快，無損耗轉換，對電網無諧波影響，功率因數高等優點，但由于純電容吸收技術占用設備空間大、電容使用壽命短等。為此，如何合理配置電容儲能吸收功率和利用逆變回饋吸收給予補充是亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種車輛再生制動能量電容-逆變吸收方法，既節能又環保、既減少轉換損耗又提高電能質量，且能保證直流系統供電電壓的相對穩定。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種車輛再生制動能量電容-逆變吸收方法，包括：

通過傳感器采集供電網的第一交流電壓和第一直流電壓；

將所述第一交流電壓與基準電壓綜合，確定設備投入的第一判斷電壓和第二判斷電壓；

將所述第一直流電壓與所述第一判斷電壓進行比較，當所述直流電壓大于所述第一判斷電壓時，投入電容儲能吸收單元吸收能量；

通過傳感器采集經過電容儲能單元吸收后的供電網的第二直流電壓；

將所述第二直流電壓與所述第二判斷電壓進行比較，當所述第二直流電壓大于所述第二判斷電壓時，投入逆變回饋吸收單元吸收能量。

優選地，所述將所述第一直流電壓與所述第一判斷電壓進行比較，當所述直流電壓大于所述第一判斷電壓時，投入電容儲能吸收單元吸收能量具體為：

所述電容儲能單元由DC/DC變換器、超級電容和輔助放電回路構成，根據吸收能量的大小，通過DC/DC變換器調節，實現對電容儲能。

優選地，所述將所述第二直流電壓與所述第二判斷電壓進行比較，當所述第二直流電壓大于所述第二判斷電壓時，投入逆變回饋吸收單元吸收能量具體為：

所述逆變回饋吸收單元由逆變模塊、交流濾波、交流接觸器及隔離變壓器構成，通過SPWM調制，實現將再生電能回饋至400V或中壓環網系統。

優選地，所述方法還包括：

通過傳感器采集經過電容儲能單元和逆變回饋吸收單元吸收后的供電網的第三直流電壓；

將所述第三直流電壓與所述基準電壓進行比較，當所述第三直流電壓低于所述基準電壓時，所述電容儲能吸收單元向電網釋放電能。

優選地，所述電容儲能吸收單元向電網釋放電能具體為：

調節所述DC/DC變換器，電容儲能吸收單元向電網釋放電能。

從上述的技術方案可以看出，本發明公開的一種車輛再生制動能量電容-逆變吸收方法，在在再生制動工況下，能夠以保證直流系統供電電壓的相對穩定為核心，合理控制電容及逆變的吸收能量，提供一種既節能又環保、既減少轉換損耗又提高電能質量的混合型再生制動吸收方法。

附圖說明