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原文传递城轨列车再生制动能量吸收利用系统的控制方法

专利名称：	城轨列车再生制动能量吸收利用系统的控制方法
摘要：	本发明提供了一种城轨列车再生制动能量吸收利用系统的控制方法，其特征在于：包括地面控制系统、地面逆变器、逆变器控制系统、车载控制系统、列车制动系统、能量分配系统、车载超级电容器和电容器控制系统；所述控制方法包括：（一）将制动信号发送给车载控制系统；（二）获取当前列车的发车时间间隔△t；（三）获取当前的有效再生制动反馈总能量；（四）对进行分配得到地面逆变器反馈能量和车载电容器反馈能量；（五）车载超级电容器对车载电容器反馈能量进行吸收；地面逆变器对地面逆变器反馈能量进行吸收。采用本发明所述的方法，有效延长列车车载超级电容器使用寿命，提高地面逆变器利用率，有效降低列车的使用、维护成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆交通大学
发明人：	徐凯;何周阳;李昊诚;何立兰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910038861.1
公开号：	CN109733201A
代理机构：	重庆乾乙律师事务所
代理人：	侯懋琪;李剑锋
分类号：	B60L7/10(2006.01);B;B60;B60L;B60L7
申请人地址：	402247 重庆市江津区双福新区福星大道1号
主权项：	1.一种城轨列车再生制动能量吸收利用系统的控制方法，其特征在于：包括地面控制系统、地面逆变器、逆变器控制系统、车载控制系统、列车制动系统、能量分配系统、车载超级电容器和电容器控制系统；所述控制方法包括： (一)列车制动时，列车制动系统将制动信号发送给车载控制系统； (二)车载控制系统接收到制动信号后，从地面控制系统获取当前列车所处牵引段实际的发车时间间隔△t； (三)车载控制系统根据△t按方法一获取当前的有效再生制动反馈总能量Erbf，并将Erbf数据发送给能量分配系统； (四)能量分配系统对Erbf按方法二进行分配得到地面逆变器反馈能量Einv和车载电容器反馈能量ESC；能量分配系统将地面逆变器反馈能量Einv分配给逆变器控制系统，将车载电容器反馈能量ESC分配给电容器控制系统； (五)电容器组控制系统按方法三控制车载超级电容器对车载电容器反馈能量ESC进行吸收；同时，逆变器控制系统控制地面逆变器对地面逆变器反馈能量Einv进行吸收并向牵引变电站内用电设备放电。所述方法一包括：车载控制系统按公式一获取列车当前的吸收系数k；然后按公式二获取列车当前的有效再生制动反馈总能量Erbf；所述公式一为： k＝α+βΔt 其中，吸收系数k为被吸收制动能量与有效再生制动能量的比值，所述被吸收制动能量为同一牵引段下与该列车相邻的其它列车吸收的制动能量；α为常数，β为回归系数；α和β的值按如下方式获取：根据列车管理系统记录的历史运行数据，统计出各历史发车间隔时间Δt′及其对应的历史吸收系数k’，采用一元线性回归分析法建立数学模型：k′＝α+βΔt′，根据上述数学模型采用最小二乘法获取α和β的值；所述公式二为： Erbf＝Erb(1-k) 其中Erb为有效再生制动能量，按公式三获取；所述公式三为：其中，t为再生制动时间，按公式四获取；ΔE为再生制动时间t时域内的动能变化量，ΔE按公式五获取；F0为列车制动过程中的基本阻力；Fa为列车制动过程中的附加阻力，包括坡道附加阻力、曲线附加阻尼和隧道附加阻力；ηI为主逆变器效率，ηM为电机制动效率，ηG为齿轮箱传动效率，ηI、ηM和ηG均为常数；PA为辅助系统功率，PA为常数；v为列车速度；所述公式四为：其中，v1为列车制动开始速度；v2为列车制动结束速度；a为列车制动加速度；所述公式五为：其中，M为列车的等效质量，按公式六获取；所述公式六为： M＝M1(1+γ)+M2 其中，M1为列车的自重，M2为列车的负载，γ为列车的回转质量系数；所述方法二包括：能量分配系统按公式七获取地面逆变器反馈能量Einv，按公式八获取车载电容器反馈能量ESC；所述公式七为：其中，τ为低通滤波器的滤波时间常数，为一设定值；s为微分算子；所述公式八为： ESC＝Erbf-Einv 所述方法三包括：所述车载超级电容器由多个超级电容器组并联而成，单个超级电容器组由多个电容单体串联而成；电容器控制系统按公式九获取当前应当投入的超级电容器总容量Csc，然后按公式十获取单个超级电容器组的电容单体串联数n，然后按公式十一获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；电容器控制系统控制m个并联的超级电容器组对车载电容器反馈能量ESC进行吸收；所述公式九为：其中，ηD为双向直流DC/DC变换器的效率；Ucmax为车载超级电容器的最高工作电压；Ucmin为车载超级电容器的最低工作电压；所述公式十为：其中，Uc-cell为电容单体电压；所述公式十一为：其中，Cc-cell为电容单体容量；m的值向上取整。 2.如权利要求1所述的城轨列车再生制动能量吸收利用系统的控制方法，其特征在于：所述步骤五中，电容器控制系统采用动态循环的方式选择m个并联的超级电容器组对车载电容器反馈能量ESC进行吸收。
所属类别：	发明专利