[發(fā)明專利]一種地鐵牽引供電系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611185427.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107284252A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白錫彬;劉賀江;由振忠;劉海玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B60L9/00
• 分類號(hào): B60L9/00;B60M7/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地鐵牽引供電技術(shù)領(lǐng)域，更為具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明為一種地鐵牽引供電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的地鐵牽引供電主要有以下兩種方式。

第一種，電源由中壓網(wǎng)絡(luò)10kV/35kV引入后，經(jīng)過(guò)2套12脈波整流機(jī)組并聯(lián)、接入接觸網(wǎng)后為地鐵車(chē)輛供電，其中每套整流機(jī)組的容量為2MW，此方式簡(jiǎn)單可靠，但是這種供電方式粗放、占地面積大、能源浪費(fèi)、供電裝置利用率不高。

第二種，在原有配備的2套容量2MW的12脈波整流機(jī)組的基礎(chǔ)上，加裝一套2WM中壓能饋裝置，在地鐵車(chē)輛電制動(dòng)停車(chē)時(shí)，將多余電能通過(guò)能饋裝置返回給中壓電網(wǎng)，節(jié)省電能，同時(shí)，可節(jié)省車(chē)載制動(dòng)電阻和地面制動(dòng)電阻，降低設(shè)備成本和安裝空間，減少噪聲污染。但是這種供電方式的缺點(diǎn)是原有2套12脈波整流機(jī)組仍然占用較大面積、供電裝置利用率不高。有人想對(duì)中壓能饋裝置擴(kuò)容，但是，受到基礎(chǔ)元件技術(shù)瓶頸的限制，無(wú)法滿足實(shí)際使用需求或設(shè)備成本過(guò)高導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不佳。

因此，獲得一種占地面積小、能源利用率高的地鐵牽引供電方法或者裝置成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題和研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的地鐵牽引供電方法存在的諸多問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種地鐵牽引供電系統(tǒng)及方法，省去了整流機(jī)組，僅通過(guò)中壓能饋裝置和儲(chǔ)能裝置為地鐵供電，從而達(dá)到減小供電系統(tǒng)占地面積、提高能源利用率等目的。

為實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種地鐵牽引供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括中壓能饋裝置、DC-DC變換器、儲(chǔ)能裝置；所述中壓能饋裝置一端連接交流電網(wǎng)、另一端具有正極和負(fù)極，所述正極與接觸網(wǎng)連接，所述負(fù)極與鋼軌連接；所述DC-DC變換器分別與儲(chǔ)能裝置、接觸網(wǎng)、鋼軌連接，所述DC-DC變換器內(nèi)部具有控制器。

本發(fā)明中的中壓能饋裝置具有供電功能，通過(guò)儲(chǔ)能裝置，突破了中壓能饋裝置擴(kuò)容受到技術(shù)瓶頸的限制，解決了目前單一設(shè)備功能不足、單一設(shè)備容量不能滿足要求等問(wèn)題。

進(jìn)一步地，該供電系統(tǒng)還包括與所述控制器連接的電流傳感器，所述電流傳感器串聯(lián)于地鐵牽引供電系統(tǒng)形成的供電回路中。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能裝置為超級(jí)電容或其他存儲(chǔ)電能的裝置。

本發(fā)明可以是一種基于超級(jí)電容的地鐵牽引供電裝置,該裝置與雙向供電模塊匹配設(shè)計(jì),即該裝置與DC/DC變換器匹配設(shè)計(jì)，可以替代現(xiàn)有的供電裝置,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,提高供電裝置利用率。

進(jìn)一步地，所述中壓能饋裝置包括依次串聯(lián)的斷路器、能饋?zhàn)儔浩鳌⑺南笙拮兞髌鳎鰯嗦菲鬟B接交流電網(wǎng)，所述四象限變流器具有正極和負(fù)極，所述正極與接觸網(wǎng)之間依次串聯(lián)正極隔離柜、直流開(kāi)關(guān)柜，所述負(fù)極與鋼軌之間串聯(lián)負(fù)極隔離柜。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種地鐵牽引供電方法，該供電方法包括如下步驟，

步驟1，利用中壓能饋裝置為地鐵供電；

步驟2，監(jiān)控地鐵車(chē)輛供電需求狀態(tài)；

步驟3，如果中壓能饋裝置無(wú)法滿足供電需求，則啟動(dòng)儲(chǔ)能裝置，使中壓能饋裝置和儲(chǔ)能裝置同時(shí)為地鐵供電。

本發(fā)明利用中壓能饋裝置、儲(chǔ)能裝置為地鐵車(chē)輛供電，以滿足地鐵在不同時(shí)段的運(yùn)行需求，節(jié)省了傳統(tǒng)的整流機(jī)組，減小了牽引供電系統(tǒng)的占地面積，而且儲(chǔ)能裝置僅在系統(tǒng)需要的時(shí)間段進(jìn)行工作。

進(jìn)一步地，步驟2中，通過(guò)檢測(cè)供電回路中的電流值的方式監(jiān)控地鐵車(chē)輛供電需求狀態(tài)；步驟3中，當(dāng)供電回路中的電流值超過(guò)閾值時(shí)，說(shuō)明中壓能饋裝置無(wú)法滿足供電需求，則啟動(dòng)儲(chǔ)能裝置。

進(jìn)一步地，步驟2中，通過(guò)讀取機(jī)車(chē)啟動(dòng)信號(hào)或計(jì)軸設(shè)備檢測(cè)信號(hào)的方式監(jiān)控地鐵車(chē)輛供電需求狀態(tài)。

進(jìn)一步地，該供電方法還包括如下步驟，

步驟4，當(dāng)無(wú)車(chē)通過(guò)或中壓能饋裝置滿足供電需求，且儲(chǔ)能裝置電量未充足時(shí)，利用接觸網(wǎng)為儲(chǔ)能裝置充電。

進(jìn)一步地，步驟3中，利用超級(jí)電容作為儲(chǔ)能裝置。

進(jìn)一步地，步驟2中，通過(guò)電流傳感器檢測(cè)供電回路中的電流值；將電流傳感器安裝于中壓能饋裝置的負(fù)極回流側(cè)或正極輸出側(cè)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種高效、可靠、智能化的供電系統(tǒng)和方法，能夠有效地減小供電系統(tǒng)的占地面積、提高能源的利用率，而且，本發(fā)明方案易實(shí)施，便于推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為地鐵牽引供電系統(tǒng)組成示意圖。

圖2為中壓能饋裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖3為實(shí)施例一中地鐵牽引供電流程示意圖。

圖中，