[發明專利]列車供電控制裝置、系統以及方法

在審

• 申請號: 202210157270.8
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114454720A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 馬穎濤;劉偉志;夏石沖;劉冰;張捷頻;朱雨桐;宋術全;趙宇;董侃;劉洋;劉東輝;金煒;張文軒;張波;楊偉君;曹宏發;趙紅衛;康晶輝
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所;鐵科縱橫(天津)科技發展有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L15/00;B60L53/22;H02M3/156;H02M3/335;B60M3/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 崔博;葉明川

本申請提供了一種列車供電控制裝置、系統以及方法，該裝置包括：第一控制器、內部中壓直流母線、能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機；所述第一控制器分別與所述能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機連接；所述內部中壓直流母線分別與所述能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機連接。本申請能夠在實現列車經過分相區時牽引供電的基礎上，提高儲能單元的利用率。

技術領域

本申請涉及列車控制技術領域，尤其涉及一種列車供電控制裝置、系統以及方法。

背景技術

目前，高速鐵路通常采用單相(25kV/50Hz交流電)接觸網供電。為了保證電力系統的三相平衡，普遍采用分段換相的方式，即在線路上設置若干分相區以實現三相電交替供電。分相區是電氣化鐵路的無電區間。

由于分相區為無電區，動車組在經過分相區時只能依靠慣性前進，從而造成列車的速度損失，嚴重時還會導致列車在分相區失電停車。

為了解決因分相區無電導致的列車短暫失去牽引力問題，目前主要有如下解決方案：分相區儲能供電：通過在機車牽引直流母線上接入儲能單元實現列車經過分相區時的牽引供電，但是由于儲能單元直接接入牽引高壓直流母線，其絕緣設計要求高，生產制造難度大且利用率低。

發明內容

針對現有技術中的至少一個問題，本申請提出了一種列車供電控制裝置、系統以及方法，能夠在實現列車經過分相區時牽引供電的基礎上，提高儲能單元的利用率。

為了解決上述技術問題，本申請提供以下技術方案：

第一方面，本申請提供一種列車供電控制裝置，包括：第一控制器、內部中壓直流母線、能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機；

所述第一控制器分別與所述能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機連接；

所述內部中壓直流母線分別與所述能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機連接；

所述第一控制器，用于經由所述直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機獲得一列車在分相區內的輔助用電功率，經由所述非隔離雙向DCDC模塊獲得所述列車的儲能元件的最大充電功率和最大放電功率，以及經由所述列車的牽引變流器中的第二控制器獲得所述牽引變流器對應的牽引逆變器功率，并根據所述輔助用電功率、所述儲能元件的最大充電功率、最大放電功率以及所述牽引變流器對應的牽引逆變器功率，控制所述能量單元、非隔離雙向DCDC模塊、直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機，完成所述列車在分相區內的供電控制；其中，所述輔助用電功率包括：分別經由所述直流輸出模塊、輔助逆變器和蓄電池充電機獲得的負載功率。

進一步地，所述能量單元包括：依次連接的第一高頻模塊、高頻變壓器和第二高頻模塊；

所述第一高頻模塊與所述第一控制器連接；

所述第二高頻模塊分別與所述第一控制器和內部中壓直流母線連接。

進一步地，所述直流輸出模塊包括：依次連接的電感、第一隔離開關、熔斷器、電容器和第二隔離開關；

所述電容器的兩端分別與所述內部中壓直流母線連接。

第二方面，本申請提供一種列車供電控制系統，包括：列車的牽引變流器、中壓直流母線、中壓交流母線、低壓直流母線、儲能元件以及所述的列車供電控制裝置；所述列車供電控制裝置分別與所述牽引變流器、中壓直流母線、中壓交流母線、低壓直流母線和儲能元件連接。

進一步地，所述能量單元與所述牽引變流器的高壓直流母線連接；

所述直流輸出模塊與所述中壓直流母線連接；