[發明專利]一種軌道交通制動能量儲能系統

有效

• 申請號: 201710906762.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107738594B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 金良贊;朱志存;李玥;沈斌;趙金倫
• 申請（專利權）人: 信承瑞技術有限公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;B60M7/00;H02J15/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 倪志華

本發明公開了一種軌道交通制動能量儲能系統，包括：提供驅動功率的直流母線單元；軌道列車單元，與直流母線單元電連接；第一雙向直流變換單元，與直流母線單元電連接；第一儲能單元，與第一雙向直流變換單元電連接，用于儲存制動能量；當軌道列車單元制動時，直流母線單元電壓上升，第一雙向直流變換單元向第一儲能單元充電，第一儲能單元吸收制動能量；當軌道列車單元啟動時，直流母線單元電壓下降，第一儲能通過第一雙向直流變換單元向軌道列車單元釋放制動能量；本系統能提高制動能量的利用率，避免造成大量的能源浪費，降低軌道列車單元的發熱量，降低站臺的溫升，減小了站內環境控制裝置的負擔，并降低了地鐵的建設費用與運行費用。

技術領域

本發明涉及一種軌道交通儲能系統，更具體地說，它涉及一種軌道交通制動能量儲能系統。

背景技術

在城市軌道交通中，直-交變壓變頻的傳動方式已經普遍采用，城市軌道交通的制動一般為電制動（即再生制動、電阻制動）和空氣制動兩級，在車輛高速運行時，使用再生制動和電阻制動，當減速到電制動不起作用時，使用空氣制動。在實際應用中，再生制動成為列車常用制動時的主要制動方式，制動時可以實現將機械能轉化為電能，使得一部分能量能夠回饋給電網，而列車在運行過程中，由于站間距較短，列車啟動、制動頻繁，從能量互換的角度看，制動能量相當可觀。由于軌道交通存在線路阻抗，列車加速，啟動電流較大，導致牽引網電壓下降；制動時，再生制動能量會反饋牽引網，使電壓抬升，造成直流母線電壓波動，為防止再生制動失效，這些再生能量除了按一定比例被其他相鄰車吸收利用外，剩余部分主要被列車或者線路上的吸收電阻以發熱的方式消耗吸收掉，這必將帶來隧道和站臺內的溫升問題，同時也會增大站內環境控制裝置的負擔，造成大量的能源浪費，并使地鐵的建設費用和運行費用增加。

發明內容

本發明技術方案所解決的技術問題為，如何有效吸收制動能量，降低再生制動能量對反饋牽引網的影響，提高再生制動能量的利用率。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種軌道交通制動能量儲能系統，包括：

直流母線單元，用于對軌道列車提供驅動功率；

軌道列車單元，與所述直流母線單元電連接，用于在運行時產生制動能量或者吸收儲存的所述制動能量；

第一雙向直流變換單元，與所述直流母線單元電連接，用于傳送所述制動能量；

第一儲能單元，與所述第一雙向直流變換單元電連接，用于儲存所述制動能量；

當所述軌道列車單元制動時，所述直流母線單元電壓上升，所述第一雙向直流變換單元向所述第一儲能單元充電，所述第一儲能單元吸收所述制動能量；

當所述軌道列車單元啟動時，所述直流母線單元電壓下降，所述第一儲能單元通過所述第一雙向直流變換單元向所述軌道列車單元釋放所述制動能量。

通過上述技術方案，直流母線單元對軌道列車單元提供驅動功率，使其行駛，當軌道列車單元駛入站臺時，制動至停止，產生制動能量并輸入直流母線單元，制動能量在直流母線單元上通過第一雙向直流變換單元充入第一儲能單元，從而降低直流母線單元上的電壓被拉高的幅度；當軌道列車單元駛出站臺時，從停止狀態啟動，由于軌道列車單元的啟動電流大，會將直流母線單元的電壓拉低，而第一儲能單元通過第一雙向直流變換單元將其內部存儲的制動能量充入所述直流母線單元，繼而輸入軌道列車單元，從而降低直流母線單元上的電壓被拉低的幅度，降低軌道列車單元制動與啟動對直流母線單元的影響。本系統還能提高制動能量的利用率，避免造成大量的能源浪費，降低軌道列車單元的發熱量，降低站臺的溫升，減小了站內環境控制裝置的負擔，并降低了地鐵的建設費用與運行費用。

進一步的，所述系統還包括：

第二雙向直流變換單元，與所述軌道列車單元電連接，用于傳送制動能量；