[發明專利]能量路由器和車輛運行控制方法、存儲介質

有效

• 申請號: 202110035854.3
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112865063B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 林云志;金濤;羅金;陳日成
• 申請（專利權）人: 中鐵電氣化局集團有限公司;福州大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/12;H02J1/14;H02M7/219;H02M3/335;H02M7/5387;H02M3/158;B61C3/00;B60L9/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 趙文靜

1.一種能量路由器，其特征在于，包括：

至少一個電網接口，用于連接電網；

至少一個光伏系統接口，用于連接光伏系統；

至少一個軌道交通網絡交流負荷接口，用于接交流負荷；

至少一個儲能接口，用于連接儲能裝置；

至少一個牽引負荷接口，用于接入負載；

三相全橋PWM整流電路，連接電網接口和第一電壓側直流母線，用于輸出PWM信號，對自身的開關管進行控制；

脈波不控整流電路，連接電網接口和第一電壓側直流母線，用于調節變壓器變比，以控制直流側的電壓維持在預設電壓值；

雙有源橋電路，連接第一電壓側直流母線和第二電壓側直流母線，用于產生移相控制信號，根據所述移相控制信號控制功率雙向傳輸；其中，所述第一電壓側的電壓值高于所述第二電壓側的電壓值；

三相全橋逆變電路，連接軌道交通網絡交流負荷接口和第二電壓側直流母線，用于產生PWM信號，對自身的開關管進行控制；

雙向buck/boost變換器電路，連接直流母線和儲能接口，用于產生控制信號，對自身的開關管進行控制以及對外接的儲能裝置的荷電狀態進行控制；所述雙向buck/boost變換器電路采用多階段調節電流閉環調控策略，所述調控策略是兩級調控策略，包括前級控制和后級控制；所述前級控制包括一次函數型放大因子電壓閉環控制、Sigmoid函數型放大因子電壓閉環控制、一次型電流/功率控制，前級控制生成參考電流用于對后級的電流環進行控制，其中所述一次型電流/功率控制包括恒定電流控制、一次函數型電流衰減控制、一次函數型功率衰減控制和一次函數型電流增長控制；

所述能量路由器應用于車輛運行控制中，根據車輛的運行狀態獲取對應的調控策略包括：

當所述車輛的運行狀態為停車階段，則采用對應的恒定電流控制，生成第一參考電流，采用所述第一參考電流對后級的電流環進行控制；

當所述車輛的運行狀態為加速階段，則采用對應的一次函數型電流衰減控制和Sigmoid函數型放大因子電壓閉環控制，生成第二參考電流，采用所述第二參考電流對后級的電流環進行控制；

當所述車輛的運行狀態為恒功率階段，則采用對應的一次函數型功率衰減控制，生成第三參考電流，采用所述第三參考電流對后級的電流環進行控制；

當所述車輛的運行狀態為減速階段，則采用對用的一次函數型功率衰減控制、一次函數型放大因子電壓閉環控制和一次函數型電流增長控制，生成第四參考電流，采用所述第四參考電流對后級的電流環進行控制；

boost升壓電路，連接第二電壓側直流母線和光伏系統接口，用于為第二電壓側直流母線提供穩定的電壓。

2.根據權利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述三相全橋PWM整流電路還用于通過電網接口采集電網電壓、電流；將所述電網電壓、電流經過變換處理后與電感進行耦合，得到耦合結果；

以及將所述耦合結果通過SVPWM生成器產生PWM信號，用所述PWM信號對三相全橋PWM整流電路的開關管進行控制。

3.根據權利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述脈波不控整流電路為24脈波不控整流電路；所述能量路由器還包括設置在所述24脈波不控整流電路與第一電壓側直流母線之間的變壓器，所述24脈波不控整流電路用于調節所述變壓器的變比，以控制直流側的電壓維持在預設電壓值。

4.根據權利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述雙有源橋電路還用于采集第二電壓側直流母線上的電壓信號，將所述電壓信號輸入PI控制器，產生移相控制信號，當所述移相控制信號大于零時，根據所述移相控制信號控制能量從第一電壓側流向第二電壓側；以及當所述移相控制信號小于零時，根據所述移相控制信號控制能量從第二電壓側流向第一電壓側第二電壓側。

5.根據權利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述能量路由器還包括設置在所述三相全橋逆變電路與軌道交通網絡交流負荷接口之間的鎖相環電路；

所述鎖相環電路，用于采集電網電壓的相位以及軌道交通網絡交流側電壓；

所述三相全橋逆變電路還用于對軌道交通網絡交流側電壓進行控制處理生成參考電壓，將所述參考電壓與所述鎖相環電路采集電網電壓的相位進行處理生成PWM控制信號，對所述三相全橋逆變電路的開關管進行控制。