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原文传递城轨列车风力发电能量综合利用系统及其控制方法

专利名称：	城轨列车风力发电能量综合利用系统及其控制方法
摘要：	本发明提供了一种城轨列车风力发电能量综合利用系统，其特征在于：包括风力发电装置、蓄电池充电电路、第一蓄电池组、第二蓄电池组、第一荷电检测单元、第二荷电检测单元、逆变器、用电设备、DC/DC双向变换器、城轨列车供电系统和协调控制模块；还提供了一种针对上述系统的控制方法，包括风力发电装置将发电工作状态信号发送给协调控制模块；然后协调控制模块控制其中一个蓄电池组与蓄电池充电电路和逆变器连接，控制另一个蓄电池组与DC/DC双向变换器连接；列车驶出隧道后，协调控制模块控制2个蓄电池组与蓄电池充电电路均断开。采用本发明所述系统和方法，既能充分利用风力发电，又不影响城轨列车供电系统的稳定性和可靠性。
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;徐洁;何立兰;王乙羽;袁浩轩
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910110683.9
公开号：	CN109795331A
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：	B60L8/00(2006.01);B;B60;B60L;B60L8
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：	1.一种城轨列车风力发电能量综合利用系统，其特征在于：包括风力发电装置(1)、蓄电池充电电路(2)、第一蓄电池组(3)、第二蓄电池组(4)、第一荷电检测单元(5)、第二荷电检测单元(6)、逆变器(7)、用电设备(8)、DC/DC双向变换器(9)、城轨列车供电系统(10)和协调控制模块；所述风力发电装置(1)的风机(101)及所述用电设备(8)均设置在列车通行的隧道内；所述蓄电池充电电路(2)与风力发电装置(1)连接；所述第一蓄电池组(3)通过第一开关(11)与蓄电池充电电路(2)连接；所述第二蓄电池组(4)通过第二开关(12)与蓄电池充电电路(2)连接；所述第一荷电检测单元(5)与第一蓄电池组(3)连接，用于检测第一蓄电池组(3)的剩余容量；所述第二荷电检测单元(6)与第二蓄电池组(4)连接，用于检测第二蓄电池组(4)的剩余容量；所述第一蓄电池组(3)通过第三开关(13)与DC/DC双向变换器(9)连接，第一蓄电池组(3)通过第四开关(14)与逆变器(7)连接；所述第二蓄电池组(4)通过第五开关(15)与DC/DC双向变换器(9)连接，第二蓄电池组(4)通过第六开关(16)与逆变器(7)连接；所述DC/DC双向变换器(9)与城轨列车供电系统(10)连接；所述逆变器(7)与用电设备(8)连接；所述风力发电装置(1)用于将列车通过隧道时产生的风力转化为电能输出；所述蓄电池充电电路(2)用于将风力发电装置(1)输出的电能传输给蓄电池组充电；所述逆变器(7)用于将蓄电池组输出的直流电逆变成交流电，供所述用电设备(8)使用； DC/DC双向变换器(9)用于实现蓄电池组与城轨列车供电系统(10)之间的能量流动；所述协调控制模块能对各个输入信号进行处理并输出相应的控制信号，协调控制模块的输入信号包括：风力发电装置(1)的工作状态信号和2个荷电状态检测单元的检测信号；协调控制模块的输出信号包括：6个开关的控制信号、DC/DC双向变换器(9)的控制信号和逆变器(7)的控制信号。 2.一种城轨列车风力发电能量综合利用系统的控制方法，其特征在于：所涉及的硬件包括风力发电装置(1)、蓄电池充电电路(2)、第一蓄电池组(3)、第二蓄电池组(4)、第一荷电检测单元(5)、第二荷电检测单元(6)、逆变器(7)、用电设备(8)、DC/DC双向变换器(9)、城轨列车供电系统(10)和协调控制模块；所述风力发电装置(1)的风机(101)及所述用电设备(8)均设置在列车通行的隧道内；所述蓄电池充电电路(2)与风力发电装置(1)连接；所述第一蓄电池组(3)通过第一开关(11)与蓄电池充电电路(2)连接；所述第二蓄电池组(4)通过第二开关(12)与蓄电池充电电路(2)连接；所述第一荷电检测单元(5)与第一蓄电池组(3)连接，用于检测第一蓄电池组(3)的剩余容量；所述第二荷电检测单元(6)与第二蓄电池组(4)连接，用于检测第二蓄电池组(4)的剩余容量；所述第一蓄电池组(3)通过第三开关(13)与DC/DC双向变换器(9)连接，第一蓄电池组(3)通过第四开关(14)与逆变器(7)连接；所述第二蓄电池组(4)通过第五开关(15)与DC/DC双向变换器(9)连接，第二蓄电池组(4)通过第六开关(16)与逆变器(7)连接；所述DC/DC双向变换器(9)与城轨列车供电系统(10)连接；所述逆变器(7)与用电设备(8)连接；所述风力发电装置(1)用于将列车通过隧道时产生的风力转化为电能输出；所述蓄电池充电电路(2)用于将风力发电装置(1)输出的电能传输给蓄电池组充电；所述逆变器(7)用于将蓄电池组输出的直流电逆变成交流电，供所述用电设备(8)使用； DC/DC双向变换器(9)用于实现蓄电池组与城轨列车供电系统(10)之间的能量流动；所述协调控制模块能对各个输入信号进行处理并输出相应的控制信号，协调控制模块的输入信号包括：风力发电装置(1)的工作状态信号和2个荷电状态检测单元的检测信号；协调控制模块的输出信号包括：6个开关的控制信号、DC/DC双向变换器(9)的控制信号和逆变器(7)的控制信号；所述的控制方法包括： (一)当列车驶入隧道产生的风力使风力发电装置(1)开始工作并输出电能时，风力发电装置(1)将发电工作状态信号发送给协调控制模块； (二)协调控制模块获取到风力发电装置(1)的发电工作状态信号后采集2个荷电状态检测单元的检测信号，并比较2个蓄电池组的剩余容量大小；如第一蓄电池组(3)的剩余容量大于第二蓄电池组(4)的剩余容量，则进入步骤(三A)；如第一蓄电池组(3)的剩余容量小于第二蓄电池组(4)的剩余容量，则进入步骤(三B)；如第一蓄电池组(3)的剩余容量等于第二蓄电池组(4)的剩余容量，则随机选择进入步骤(三A)或步骤(三B)； (三A)协调控制模块控制第二开关(12)、第三开关(13)和第六开关(16)均选通，同时，协调控制模块控制第一开关(11)、第四开关(14)和第五开关(15)均关断；此时，蓄电池充电电路(2)、第二蓄电池组(4)和逆变器(7)三者连通，第二蓄电池组(4)与DC/DC双向变换器(9)断开，第一蓄电池组(3)与蓄电池充电电路(2)断开，第一蓄电池组(3)与DC/DC双向变换器(9)连通，第一蓄电池组(3)与逆变器(7)断开；然后进入步骤(四)； (三B)协调控制模块控制第二开关(12)、第三开关(13)和第六开关(16)均关断，同时，协调控制模块控制第一开关(11)、第四开关(14)和第五开关(15)均选通；此时，蓄电池充电电路(2)、第一蓄电池组(3)和逆变器(7)三者连通，第一蓄电池组(3)与DC/DC双向变换器(9)断开，第二蓄电池组(4)与蓄电池充电电路(2)断开，第二蓄电池组(4)与DC/DC双向变换器(9)连通，第二蓄电池组(4)与逆变器(7)断开；然后进入步骤(四)； (四)协调控制模块控制逆变器(7)工作在逆变状态，将与逆变器(7)连接的蓄电池组的电能逆变回馈给用电设备(8)使用；同时，协调控制模块控制DC/DC双向变换器(9)的开关状态，使与DC/DC双向变换器(9)连接的蓄电池组实现与城轨列车供电系统(10)之间的能量流动； (五)当列车驶出隧道，风力发电装置(1)停止工作后，风力发电装置(1)将停机工作状态信号发送给协调控制模块； (六)协调控制模块获取到风力发电装置(1)的停机工作状态信号后，控制2个蓄电池组与蓄电池充电电路(2)之间的开关均关断，使2个蓄电池组与蓄电池充电电路(2)均断开。 3.如权利要求2所述的城轨列车风力发电能量综合利用系统的控制方法，其特征在于：所述步骤(六)中，协调控制模块同时控制逆变器(7)停止工作。
所属类别：	发明专利