[發明專利]一種軌道交通能量吸收存儲裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202110493853.3
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113078628A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 郭偉;劉春松;桑佳楠;王文清
• 申請（專利權）人: 南京國電南自新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發明公開了一種軌道交通能量吸收存儲裝置，包括控制單元、輸入單元、第一功率單元、第二功率單元、第一輸出單元、第二輸出單元、存儲單元和吸收單元；第一功率單元、第一輸出單元和存儲單元依次連接，第二功率單元、第二輸出單元和吸收單元依次連接，第一功率單元和第二功率單元連接輸入單元，輸入單元外接直流母線，控制單元根據直流母線電壓等級控制輸入單元，根據直流母線與存儲單元的電壓控制第一功率單元和第二功率單元。同時公開了控制方法。本發明完成對應電壓等級的切換、能量的回饋與吸收、存儲與釋放，實現直流母線電壓穩定和能量的合理利用，節約電能，滿足電網對能量和功率不斷變化的需求，提升軌道交通系統的穩定性與盈利能力。

技術領域

本發明涉及一種軌道交通能量吸收存儲裝置及控制方法，屬于于電力電子技術領域。

背景技術

隨著國內城市的建設與發展，軌道交通高速推進，對長期能源和短期功率的需求已迫在眉睫，安全可靠而又經濟合理的電力供給是城市軌道交通正常運營的重要保證和前提。處于加減速狀態的軌道列車大部分采用電氣制動方式將能量存儲與回饋至系統。城市軌道線路普遍采用直流供電，電壓等級一般為DC750V或DC1500V，當再生制動能量回饋至牽引網時，會被線路上其他處于加速狀態的列車吸收，若無法完全被吸收時，會抬高觸網電壓，影響供電系統的安全運行。因此，通常在城市軌道供電系統的變電所內或列車上設置不同類型的再生能量吸收裝置，以保證供電系統的運行安全。但是目前的裝置無法滿足電網對能量和功率不斷變化的需求。

發明內容

本發明提供了一種軌道交通能量吸收存儲裝置及控制方法，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種軌道交通能量吸收存儲裝置，包括控制單元、輸入單元、第一功率單元、第二功率單元、第一輸出單元、第二輸出單元、存儲單元和吸收單元；

第一功率單元、第一輸出單元和存儲單元依次連接，第二功率單元、第二輸出單元和吸收單元依次連接，第一功率單元和第二功率單元連接輸入單元， 輸入單元外接直流母線；

控制單元連接輸入單元、第一功率單元、存儲單元、第二功率單元和吸收單元，控制單元根據直流母線電壓等級控制輸入單元，控制單元根據直流母線與存儲單元的電壓控制第一功率單元和第二功率單元。

第一功率單元包括第一雙向變流單元和第二雙向變流單元，第二功率單元包括第一單向變流單元和第二單向變流單元，第一輸出單元包括輸出單元A和輸出單元B，存儲單元包括存儲單元A1和存儲單元B1，第二輸出單元包括輸出單元C和輸出單元D，吸收單元包括吸收單元A2和吸收單元B2；

第一雙向變流單元和第二雙向變流單元均并接在輸入單元的輸出端、或者第一雙向變流單元和第二雙向變流單元串聯后并接在輸入單元的輸出端；

第一雙向變流單元的每個橋臂的中點均通過輸出單元A連接存儲單元A1；第二雙向變流單元的每個橋臂的中點均通過輸出單元B連接存儲單元B1；

第一單向變流單元與第一雙向變流單元并接，第一單向變流單元的每個橋臂的中點均通過輸出單元C連接吸收單元A2；

第二單向變流單元與第二雙向變流單元并接，第二單向變流單元的每個橋臂的中點均通過輸出單元D連接吸收單元B2；

輸入單元內置受控制單元控制的開關，通過開關控制第一雙向變流單元和第二雙向變流單元與輸入單元的連接結構。

輸出單元A和輸出單元B的結構一致，包括第一隔刀，第一隔刀的一端連接存儲單元，另一端通過電抗器連接各橋臂的中點。

第一隔刀靠近電抗器的一端連接有濾波電容，濾波電容與存儲單元并聯。

輸出單元C和輸出單元D的結構一致，包括若干第二隔刀，每個第二隔刀的一端均連接吸收單元，每個第二隔刀的另一端連接一橋臂的中點。

第一雙向變流單元和第二雙向變流單元結構一致，第一雙向變流單元和第二雙向變流單元均并接有直流電容和均壓電阻。