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原文传递用于轨道交通的直流牵引供电系统及其控制方法

专利名称：	用于轨道交通的直流牵引供电系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种用于轨道交通的直流牵引供电系统及其控制方法，其中，供电系统包括：整流源，整流源的交流端连接到交流电网，整流源的直流端连接到直流牵引网，其用于对交流电网提供的交流电进行整流，以通过直流牵引网向列车提供牵引能量和提供直流牵引网的基准电压；储能组件，储能组件连接到直流牵引网，储能组件用于通过直流牵引网吸收列车制动时的回馈能量以抑制直流牵引网的电压上升，以及在列车牵引时向直流牵引网释放能量以支撑直流牵引网向列车提供的牵引电压；其中，储能组件与整流源之间进行通信，以实现两者之间的信息交互。该供电系统的在对列车进行供电时，不需要依赖列车与供电系统的通讯，供电可靠性高，且便于提高能量利用率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	比亚迪股份有限公司
发明人：	景剑飞;孙嘉品
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201711446475.3
公开号：	CN109968992A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	张润
分类号：	B60L7/12(2006.01);B;B60;B60L;B60L7
申请人地址：	518118 广东省深圳市坪山新区比亚迪路3009号
主权项：	1.一种用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，包括：整流源，所述整流源的交流端连接到交流电网，所述整流源的直流端连接到直流牵引网，所述整流源用于对所述交流电网提供的交流电进行整流，以通过所述直流牵引网向列车提供牵引能量和提供所述直流牵引网的基准电压；储能组件，所述储能组件连接到所述直流牵引网，所述储能组件用于通过所述直流牵引网吸收所述列车制动时的回馈能量以抑制所述直流牵引网的电压上升，以及在所述列车牵引时向所述直流牵引网释放能量以支撑所述直流牵引网向所述列车提供的牵引电压；其中，所述储能组件与所述整流源之间进行通信，以实现两者之间的信息交互。 2.如权利要求1所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，所述储能组件包括M个储能模块和N个DC/DC变换模块，所述M个储能模块和N个DC/DC变换模块以串并联的方式连接，其中，M和N均为大于1的正整数。 3.如权利要求2所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，所述储能模块为四个，所述DC/DC变换模块为四个，其中，每个所述储能模块与对应的DC/DC变换模块串联连接，第一DC/DC变换模块的第一直流端与第二DC/DC变换模块的第一直流端相连后再连接到所述直流牵引网的正极端，所述第一DC/DC变换模块的第二直流端与所述第二DC/DC变换模块的第二直流端相连后再分别连接到第三DC/DC变换模块的第一直流端和第四DC/DC变换模块的第一直流端，所述第三DC/DC变换模块的第二直流端与所述第四DC/DC变换模块的第二直流端相连后再连接到所述直流牵引网的负极端。 4.如权利要求2所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，所述储能模块为两个，所述DC/DC变换模块为四个，其中，第一DC/DC变换模块的第一直流端与第二DC/DC变换模块的第一直流端相连后再连接到所述直流牵引网的正极端，所述第一DC/DC变换模块的第二直流端与所述第二DC/DC变换模块的第二直流端相连后再分别连接到第三DC/DC变换模块的第一直流端和第四DC/DC变换模块的第一直流端，所述第三DC/DC变换模块的第二直流端与所述第四DC/DC变换模块的第二直流端相连后再连接到所述直流牵引网的负极端，所述第一DC/DC变换模块的第三直流端与第二DC/DC变换模块的第三直流端相连后再连接到第一储能模块的第一端，所述第一DC/DC变换模块的第四直流端与第二DC/DC变换模块的第四直流端相连后再连接到第一储能模块的第二端，所述第三DC/DC变换模块的第三直流端与第四DC/DC变换模块的第三直流端相连后再连接到第二储能模块的第一端，所述第三DC/DC变换模块的第四直流端与第四DC/DC变换模块的第四直流端相连后再连接到第二储能模块的第二端。 5.如权利要求3或4所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，四个所述DC/DC变换模块中的一个以恒压模式进行工作，四个所述DC/DC变换模块中的剩余DC/DC变换模块以恒流模式进行工作。 6.如权利要求3或4所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统，其特征在于，所述储能模块为锂电池、钒电池、铅酸电池中的一种。 7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取列车的当前运行工况；如果所述列车当前处于牵引状态，则获取所述直流牵引网的基准电压、所述直流牵引网的电压和所述整流源的输出功率，并根据所述基准电压、所述直流牵引网的电压和所述整流源的输出功率控制所述储能组件向所述直流牵引网释放能量以支撑所述直流牵引网向所述列车提供的牵引电压；如果所述列车当前处于制动状态，则获取所述直流牵引网的基准电压、所述直流牵引网的电压和所述整流源的输出功率，并根据所述基准电压、所述直流牵引网的电压和所述整流源的输出功率控制所述储能组件通过所述直流牵引网吸收所述列车制动时的回馈能量以抑制所述直流牵引网的电压上升。 8.如权利要求7所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述基准电压、所述直流牵引网的电压和所述整流源的输出功率控制所述储能组件通过所述直流牵引网吸收所述列车制动时的回馈能量，包括：当所述直流牵引网的电压大于第一电压阈值时，通过如下公式计算所述储能组件的目标充电功率，并根据该目标充电功率控制所述储能组件充电： Pdcobj＝-k(Udc-Uhigh1)，且Pdcobj≤-Pstd，其中，Pdcobj为所述储能组件的目标充电功率，k为常数，Udc为直流牵引网的电压，Uhigh1为所述第一电压阈值，-Pstd为充电额定功率；当所述直流牵引网的电压由上升变为下降，且下降后的直流牵引网的电压小于当前直流牵引网的基准电压时，记录当前所述整流源的输出功率Pz1和所述储能组件的充电功率-Pdc1，并通过如下公式计算所述储能组件的目标充电功率，并根据该目标充电功率控制所述储能组件充电预设时间： Pdcobj＝-Pdc1+(Pz1-Plimt1)，其中，Pdcobj为所述储能组件的目标充电功率，Plimt1为预设输出功率；当所述直流牵引网的电压小于第二电压阈值，且所述整流源的输出功率大于所述预设输出功率时，记录当前所述储能组件的充电功率-Pdc2，并通过如下公式计算所述储能组件的目标充电功率，并根据该目标充电功率控制所述储能组件充电，其中，所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值；其中，Kp为比例系数、Ki为积分系数、T为调节周期；当所述储能组件的充电功率小于预设充电功率阈值，且所述直流牵引网的电压Udc与所述基准电压Udcstd之间的差值小于预设差值时，控制所述储能组件退出充电状态。 9.如权利要求8所述的用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，其特征在于，所述预设时间与所述列车恒功率制动时间相等。
所属类别：	发明专利