列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法转让专利
申请号 : CN201610841075.1
文献号 : CN106809029B
文献日 : 2018-09-07
发明人 : 李道林 , 罗文刚
申请人 : 比亚迪股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种列车的制动回收系统,其特征在于,包括:牵引网;
列车,所述列车包括:
电制动器;
电池;
配电器,所述配电器和所述电制动器相连,所述配电器和所述电制动器之间具有节点;
双向DC/DC变换器,所述双向DC/DC变换器的一端与所述电池相连,所述双向DC/DC变换器的另一端与所述节点相连;
第一控制器;
多个储能电站,所述多个储能电站与所述牵引网相连;
控制中心,用于对为所述牵引网供电的变电站进行监控,当所述变电站出现故障时,控制所述多个储能电站进行放电;
其中,当多个储能电站的电量低于第三电量阈值时,所述控制中心控制所述列车的电池进行放电。
2.如权利要求1所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述第一控制器分别与所述配电器和所述双向DC/DC变换器相连,所述第一控制器用于在所述列车制动时控制所述配电器和所述双向DC/DC变换器将制动电能回馈至所述牵引网,以及根据所述牵引网的电压控制所述双向DC/DC变换器通过所述电池对所述列车的制动电能进行吸收。
3.如权利要求2所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第一预设阈值时控制所述双向DC/DC变换器进入充电模式以使所述电池吸收所述制动电能。
4.如权利要求3所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述第一控制器用于在所述牵引网的电压小于第二预设阈值时控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止吸收所述制动电能,其中,所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
5.如权利要求3所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述列车还包括:电量检测器,所述电量检测器与所述第一控制器相连,所述电量检测器用于检测所述电池的电量,其中,当所述电池吸收所述制动电能时,所述第一控制器用于在所述电池的电量大于第一电量阈值时控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止吸收所述制动电能。
6.如权利要求3所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述列车还包括:机械制动器,用于对列车进行机械制动。
7.如权利要求6所述的列车的制动回收系统,其特征在于,在所述电池吸收所述制动电能之后,所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第三预设阈值时控制所述机械制动器启动配合所述电制动器对所述列车进行制动,其中,所述第三预设阈值大于所述第一预设阈值。
8.如权利要求1或2所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述储能电站包括第二控制器,所述第二控制器用于根据所述牵引网的电压控制所述储能电站进行充电或放电。
9.如权利要求8所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述第二控制器由用于在所述牵引网的电压大于第四预设阈值时控制所述储能电站进行充电。
10.如权利要求9所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述第二控制器由用于在所述牵引网的电压小于第五预设阈值时控制所述储能电站进行放电,其中,所述第五预设阈值小于所述第四预设阈值。
11.如权利要求10所述的列车的制动回收系统,其特征在于,在所述储能电站向所述牵引网放电之后,所述第二控制器用于在所述牵引网的电压大于第六预设阈值时控制所述储能电站停止放电,其中,所述第六预设阈值大于所述第五预设阈值。
12.如权利要求8所述的列车的制动回收系统,其特征在于,当所述牵引网的电压小于第七预设阈值时,所述第二控制器控制所述储能电站向所述牵引网进行放电,同时,所述第一控制器控制所述双向DC/DC变换器进入放电模式以使所述列车的电池向所述牵引网进行放电,其中,所述第七预设阈值小于所述第五预设阈值。
13.如权利要求12所述的列车的制动回收系统,其特征在于,当所述电池向所述牵引网进行放电时,所述第一控制器用于在所述电池的电量小于第二电量阈值时控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止放电。
14.如权利要求1或2所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述列车还包括:接触器检测器,所述接触器检测器与所述第一控制器相连,所述接触器检测器用于检测所述列车的接触器是否断开,其中,当检测到所述接触器断开之后,所述第一控制器用于控制所述配电器关闭,并控制所述双向DC/DC变换器进入放电模式以使所述电池为所述列车供电,并控制所述列车限功率运行。
15.如权利要求1所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述储能电站为多个,所述多个储能电站按照预设距离间隔设置。
16.如权利要求15所述的列车的制动回收系统,其特征在于,每3-6公里内设置两个所述储能电站,所述储能电站的功率为0.5-2MW。
17.如权利要求1所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述列车为跨座式单轨列车。
18.如权利要求17所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述列车还包括:转向架,所述转向架适于跨座在轨道梁上;
车体,所述车体与所述转向架相连且由所述转向架牵引沿所述轨道梁行驶。
19.如权利要求18所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述转向架包括:转向架构架,所述转向架构架适于跨座在所述轨道梁上且与所述车体相连;
走行轮,所述走行轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的上表面上;
动力装置,所述动力装置安装在所述转向架构架上且与所述走行轮传动连接,所述动力装置包括所述电制动器和驱动器;
水平轮,所述水平轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的侧表面上。
20.如权利要求19所述的列车的制动回收系统,其特征在于,所述转向架还包括:牵引装置,所述牵引装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连;
支撑悬挂装置,所述支撑悬挂装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连。
21.一种用于列车调度的控制中心,其特征在于,包括:通信装置,用于与所述列车和所述储能电站进行通信;
监控装置,用于对为所述牵引网供电的变电站进行监控;
控制装置,用于当所述变电站出现故障时,控制所述多个储能电站进行放电;
其中,当多个储能电站的电量低于第三电量阈值时,所述控制中心控制所述列车的电池进行放电。
22.一种列车的制动回收方法,其特征在于,包括以下步骤:监控为牵引网供电的变电站,其中,所述牵引网与多个储能电站相连;
在所述变电站出现故障时,控制多个储能电站进行放电;
其中,所述的列车的制动回收方法,还包括:
检测所述多个储能电站的电量;
当多个储能电站的电量低于第三电量阈值时,控制所述列车的电池进行放电。
23.如权利要求22所述的列车的制动回收方法,其特征在于,还包括:在所述列车制动时控制所述列车的配电器和双向DC/DC变换器将制动电能回馈至所述牵引网;
检测所述牵引网的电压;
根据所述牵引网的电压控制所述列车的双向DC/DC变换器通过所述列车的电池对所述列车的制动电能进行吸收。
24.如权利要求23所述的列车的制动回收方法,其特征在于,根据所述牵引网的电压控制所述双向DC/DC变换器通过所述列车的电池对所述列车的制动电能进行吸收,包括:当所述牵引网的电压大于第一预设阈值时,控制所述双向DC/DC变换器进入充电模式以使所述电池吸收所述制动电能。
25.如权利要求24所述的列车的制动回收方法,其特征在于,当所述牵引网的电压小于第二预设阈值时,控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止吸收所述制动电能,其中,所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
26.如权利要求24所述的列车的制动回收方法,其特征在于,当所述电池吸收所述制动电能时,所述方法还包括:检测所述电池的电量;
如果所述电池的电量大于第一电量阈值,则控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止吸收所述制动电能。
27.如权利要求24所述的列车的制动回收方法,其特征在于,在所述电池吸收所述制动电能之后,所述方法还包括:检测所述牵引网的电压;
当所述牵引网的电压大于第三预设阈值时,控制所述列车的机械制动器启动配合所述列车的电制动器对所述列车进行制动,其中,所述第三预设阈值大于所述第一预设阈值。
28.如权利要求22或23所述的列车的制动回收方法,其特征在于,还包括:检测所述牵引网的电压;
根据所述牵引网的电压控制所述储能电站进行充电或放电。
29.如权利要求28所述的列车的制动回收方法,其特征在于,根据所述牵引网的电压控制所述储能电站进行充电或放电,包括:当所述牵引网的电压大于第四预设阈值时,控制所述储能电站进行充电。
30.如权利要求29所述的列车的制动回收方法,其特征在于,当所述牵引网的电压小于第五预设阈值时,控制所述储能电站进行放电,其中,所述第五预设阈值小于所述第四预设阈值。
31.如权利要求30所述的列车的制动回收方法,其特征在于,在所述储能电站向所述牵引网放电之后,当所述牵引网的电压大于第六预设阈值时,控制所述储能电站停止放电,其中,所述第六预设阈值大于所述第五预设阈值。
32.如权利要求28所述的列车的制动回收方法,其特征在于,当所述牵引网的电压小于第七预设阈值时,控制所述储能电站向所述牵引网进行放电,同时,控制所述双向DC/DC变换器进入放电模式以使所述列车的电池向所述牵引网进行放电,其中,所述第七预设阈值小于所述第五预设阈值。
33.如权利要求32所述的列车的制动回收方法,其特征在于,当所述电池向所述牵引网进行放电时,如果所述电池的电量小于第二电量阈值,则控制所述双向DC/DC变换器关闭以使所述电池停止放电。
34.如权利要求22或23所述的列车的制动回收方法,其特征在于,还包括:检测所述列车的接触器是否断开;
当检测到所述接触器断开之后,控制所述列车配电器关闭,并控制所述双向DC/DC变换器进入放电模式以使所述电池为所述列车供电,并控制所述列车限功率运行。
35.一种用于列车调度的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:监控为所述牵引网供电的变电站,其中,所述牵引网与多个储能电站相连;
在所述变电站出现故障时通过与多个储能电站进行通信以控制所述多个储能电站进行放电;
其中,所述的用于列车调度的控制方法还包括:
检测所述多个储能电站的电量;
在多个储能电站的电量低于第三电量阈值时,控制所述列车的电池进行放电。
说明书 :
列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法
技术领域
背景技术
的理念不断加深,对列车制动电能进行回收并再利用的问题已非常迫切。目前已有相关技
术公开,在列车之中设置电池对制动电能进行回收,并为列车供电。然而列车制动时产生的
制动电能非常大,如果要通过车载电池进行吸收,则需要在列车上安装大量的电池,不仅严
重增加列车的重量,影响列车运行的能耗,并且还会增加不必要的成本。
发明内容
控制方法。
配电器和所述电制动器之间具有节点;双向DC/DC变换器,所述双向DC/DC变换器的一端与
所述电池相连,所述双向DC/DC变换器的另一端与所述节点相连;第一控制器;多个储能电
站,所述多个储能电站与所述牵引网相连;控制中心,用于对为所述牵引网供电的变电站进
行监控,当所述变电站出现故障时,控制所述多个储能电站进行放电。
电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车正常运
行。
网供电的变电站进行监控;控制装置,用于当所述变电站出现故障时,控制所述多个储能电
站进行放电。
此,本发明实施例在变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急
供电,确保列车正常运行。
电站出现故障时,控制多个储能电站进行放电。
故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车正常运行。
在所述变电站出现故障时通过与多个储能电站进行通信以控制所述多个储能电站进行放
电。
本发明实施例在变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供
电,确保列车正常运行。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
储能电站3以及分别与每个列车2和每个储能电站3进行通信的控制中心4。其中,牵引网1向
多个列车2提供直流电,列车2通过取电装置从牵引网之中取电。在本发明的一个实施例中,
列车2为跨座式单轨列车。在本发明的实施例中可以通过列车2的电池或者储能电站3对列
车2产生的制动电能进行回收。对于列车2而言,不仅可以吸收自身产生的制动电能,也可以
吸收其他列车2产生的制动电能。由于列车2在向牵引网1反馈制动电能时,牵引网1的电压
会升高,因此列车2和储能电站3可以对牵引网1的电压进行监控。当牵引网1的电压升高时,
可通过列车2的电池或者储能电站3进行吸收,从而防止牵引网1的电压达到额定电压,而出
现故障。具体的吸收过程,将在以下的实施例中进行详细介绍。在本发明的实施例中,列车2
的电池吸收的制动电能可以用于列车2的照明、空调、多媒体的用电。在本发明的其他实施
例中,列车2的电池吸收的制动电能还可以用于列车2的应急驱动,例如当列车2无法从牵引
网1获取电能,如牵引网1出现故障,或者,没有牵引网1时,列车2可以切换为电池驱动。在本
发明的实施例中,储能电站3可以设置在车站之中,将吸收的制动电能为车站进行供电,例
如为车站的空调、多媒体、灯光等进行供电。在本发明的实施例中,储能电站3按照预设距离
间隔设置,例如每3-6公里内设置两个储能电站3,每个储能电站3的功率为0.5-2MW。当然本
领域技术人员可根据列车2的具体运营环境,选择合适的储能电站3的数量及功率。在本发
明的实施例中,控制中心4还可以在为牵引网1供电的变电站出现线路故障时调度牵引网1
上的储能电站3为列车2进行应急供电。
制中心4在确定电网出现故障后下发放电控制指令给牵引网1上的多个储能电站3,多个储
能电站3开始向牵引网1进行放电,以为运行在牵引网1上的列车2进行应急供电。
制多个储能电站3停止放电。或者,在本发明的另一个实施例中,每个储能电站3可实时监控
自身的电量,如果多个储能电站3的电量小于第三电量阈值,该储能电站3可向控制中心4发
送停止放电请求,控制中心4在接收到停止放电请求可控制列车2的电池进行放电,并控制
多个储能电站3停止放电。
放电。
储能电站3向牵引网1进行放电时,可判断储能电站3的电量是否小于第三电量阈值Q3,如果
储能电站3的电量小于第三电量阈值Q3,则将储能电站3的最大允许放电功率限制为0,控制
储能电站3停止放电。
变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车正常
运行。
器203、双向DC/DC变换器204和第一控制器205。
的另一端与配电器203和电制动器201之间的节点相连。
能直接回馈至牵引网1。以及,第一控制器205根据牵引网的电压U控制双向DC/DC变换器204
通过电池202对列车2的制动电能进行吸收。并且,在本发明的一个实施例中,储能电站3与
牵引网1相连,储能电站3包括第二控制器301,第二控制器301用于根据牵引网的电压U或控
制中心4下发的指令控制储能电站3进行充电或放电。其中,储能电站3可包括至少一个储能
电池及对应的双向DC/DC变换器。在本发明的实施例中,如图2所示,储能电站3可包括多个
160KW-80KWh模块,多个160KW-80KWh模块的正极相连,并通过正极柜与牵引网1的正极相
连,多个160KW-80KWh模块的负极相连,并通过负极柜与牵引网1的负极相连。
网1上的负载较小,或者牵引网1上制动的列车较多时,反馈到牵引网1上的制动电能会超过
牵引网1上的列车运行所需的电能,从而引起牵引网的电压U的升高。此时,第一控制器205
实时监测牵引网1的电压U,当牵引网1的电压U升高时,优先通过第一控制器205控制列车2
的电池202吸收制动电能。同时,储能电站3的第二控制器301监测牵引网的电压U,如果在列
车2的电池进行吸收之后牵引网1的电压U继续升高,则第二控制器301控制储能电站3从牵
引网1吸收电能进行充电。同样地,当牵引网1上的列车数量较多,即牵引网1上的负载较大
时,牵引网1的电压U会降低,此时储能电站3的第二控制器301实时监测牵引网1的电压U,当
牵引网1的电压U降低时,优先通过第二控制器301控制储能电站3进行放电以提高牵引网1
的电压。如果牵引网1的电压U继续降低,则第一控制器205也可控制电池202进行放电以提
高牵引网1的电压。
电。这样,通过电池202和储能电站3可以将制动电能进行回收和再利用,同时可以降低变电
站的负荷,节约了能源。
的实施例中优先选择电池202吸收制动电能,以实现制动电能的快速吸收,从而防止未被吸
收或者消耗的制动电能引起牵引网的电压U升高,保护了系统的零部件,避免牵引网1上的
电器损坏,提高了系统的安全性。
电站3吸收,例如首先第一控制器205控制电池202吸收制动电能的30%,然后第二控制器
301控制储能电站3吸收制动电能的70%,以完成制动电能的回收。
向非制动列车的电池202进行充电。假设牵引网1上未被吸收或消耗的制动电能为Q',牵引
网1上有N列列车,则牵引网1上每个列车的电池202吸收的制动电能的平均值为Q'/N。在本
发明的实施例中,由于列车制动产生的制动电能非常大,例如表1所示,可以看出在AW2和
AW3的工况下会产生大于220KW的制动电能。此时如果这些瞬时产生的制动电能要用列车的
车载电池进行吸收,则会导致列车的车载电池非常大。因此在本发明的实施例中,对于此类
情况采用电池和储能电站结合进行吸收,从而避免列车上设置大量的电池。
有效监控牵引网的电压,保护系统零部件,提高系统安全性。
能。此时,电路中的电能按照图3所示箭头指示的方向流动,其中,列车2产生的制动电能反
馈至牵引网1,并且列车2的电池202吸收制动电能。在本发明的实施例中,当第一控制器205
控制双向DC/DC变换器204进入充电模式时,双向DC/DC变换器204将高压侧的直流电变换为
与电池202的电压匹配的直流电,以对电池202进行充电即控制电池202吸收制动电能;当第
一控制器205控制双向DC/DC进入放电模式时,双向DC/DC变换器204用于将电池202提供的
直流电转变为与牵引网1的电压匹配的直流电,以控制电池202进行放电即将电池202中储
存的制动电能反馈至牵引网1。
双向DC/DC变换器204关闭以使电池202停止吸收制动电能,其中,第二预设阈值U2小于第一
预设阈值U1。此时,电路中的电能按照图4所示箭头指示的方向流动,列车2产生的制动电能
反馈至牵引网1,且列车2的电池202和储能电站3均不吸收制动电能。
明此时反馈到牵引网1上的制动电能过剩,则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204工作
在充电模式以将制动电能为电池202充电。此时,列车2产生的制动电能通过配电器203反馈
给牵引网1,同时通过双向DC/DC变换器204对电池202进行充电,即通过电池202吸收部分制
动电能。之后如果牵引网的电压U小于第二预设阈值U2例如830V,说明此时反馈到牵引网1
上的制动电能与牵引网1上的负载要求基本达到了平衡,则第一控制器205控制双向DC/DC
变换器204关闭。此时,控制电池202停止吸收制动电能,列车2产生的制动电能通过配电器
203反馈至牵引网1。
头指示的方向流动,列车2产生的制动电能反馈至牵引网1,并且列车2的电池202和储能电
站3均吸收制动电能。在本发明的实施例中,当列车2的电池开始吸收制动电能时,此时由于
牵引网1上的列车较少,或者此时制动的列车2较多,因此牵引网1的电压还会持续增加。当
牵引网1的电压U大于第四预设阈值U4时,控制储能电站3从牵引网1吸收电能进行充电,从
而避免牵引网的电压达到最大额定电压。
四预设阈值U4。此时,电路中的电能按照图6所示箭头指示的方向流动,列车2产生的制动电
能反馈至牵引网1,且储能电站3对牵引网1进行放电。在本发明的实施例中,如果牵引网1上
的列车较多就会导致牵引网的电压下降,此时为了避免牵引网的电压达到最低额定电压,
需要控制储能电站3向牵引网1进行放电。在本发明的一个具体实施例中,牵引网1上存在多
个储能电站3,优先选择电量高的储能电站3向牵引网放电,例如电量高的储能电站3放电的
功率大,电量低的储能电站3放电的功率略小,从而达到储能电站3之间的电量平衡。
第五预设阈值U5。
换器204进入放电模式以使列车2的电池202向牵引网1进行放电,其中,第七预设阈值U7小
于第五预设阈值U5。此时,电路中的电能按照图7所示箭头指示的方向流动,列车2产生的制
动电能反馈至牵引网1,且储能电站3和电池202均对牵引网1进行放电。在本实施例中,如果
牵引网1的电压U太小,则控制储能电站3和列车2的电池均进行放电,从而将牵引网1的电压
快速提高。
于第四预设阈值U4,例如855V时,第二控制器301控制储能电站3从牵引网1吸收制动电能进
行充电,以减轻电池202吸收制动电能的压力,从而避免牵引网1的电压U超过牵引网1的最
大额定电压Un。如图6所示,如果牵引网1上的列车较多就会导致牵引网的电压下降,当牵引
网1的电压U小于第五预设阈值U5,例如810V时,第二控制器301控制储能电站3向牵引网1进
行放电。
馈到牵引网1上的制动电能与牵引网1上的负载基本达到了平衡,则第二控制器301控制储
能电站3停止放电。
器301控制储能电站3向牵引网1进行放电,同时,第一控制器205控制双向DC/DC变换器204
进入放电模式以使列车2的电池202向牵引网1进行放电,从而将牵引网1的电压快速提高。
其中,电池202的放电功率为电池202的最大允许放电功率和双向DC/DC变换器204的最大允
许放电功率中的较小值。
站进行供电,例如为车站的空调、多媒体、灯光等进行供电。
的数量及功率。
Q大于第一电量阈值Q1,例如80%,则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204关闭以使电
池202停止吸收制动电能。在本发明的实施例中,电池202的充电功率和放电功率受到限制,
电池202在吸收制动电能后电量会增加,如果电池202的电量过大,会影响电池202的使用寿
命,当电量Q大于第一电量阈值Q1时,控制双向DC/DC变换器204关闭,以控制电池202停止吸
收制动电能。
池202停止放电。在本发明的实施例中,电池202在放电之后电量会减小,当电量Q小于第二
电量阈值Q2时,控制双向DC/DC变换器204关闭,以控制电池202停止放电。
电状态),并根据电池202的电量Q判断是否允许电池202进行充放电。
功率限制为0,此时控制双向DC/DC变换器204关闭,以控制电池202停止吸收制动电能;如果
电池202的电量小于等于80%,则双向DC/DC变换器204保持开启以控制电池202继续吸收制
动电能。
许放电功率限制为0,此时,第一控制器205控制双向DC/DC变换器204关闭以控制电池202停
止放电。
制动,其中,第三预设阈值U3大于第一预设阈值U1。在本发明的实施例中,如果牵引网1上的
列车较少,或者此时制动的列车较多,则在电池202和储能电站3吸收制动电能之后,牵引网
1的电压U会继续增加,当牵引网1的电压大于第三预设阈值U3时,控制机械制动器207启动,
以对列车2进行辅助制动。
第一控制器205控制机械制动器207启动,这样,在对列车2进行电制动的同时通过机械制动
对列车2进行辅助制动,以降低列车2产生的制动电能,从而避免牵引网的电压U达到最大额
定电压,并且可以实现精准快速停车。
制器205控制双向DC/DC变换器204进入放电模式以使电池202为列车2供电,并控制列车2限
功率运行。
变换器204进入放电模式,此时,电池202为列车供电。同时,第一控制器205控制电池202的
放电功率小于等于预设功率阈值例如70KW,以使列车2运行在限功率状态。
22可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道梁的上表面上;动力装置23安装在转向架
构架21上且与走行轮22传动连接;水平轮24可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道
梁的侧表面上。
转向架构架21上且与车体30相连。
后,先由列车上的其他车辆进行消耗吸收,过剩的制动电能优先由第一控制器205控制电池
202进行吸收,在车载电池202无法吸收或吸收能力有限时,由第二控制器301控制储能电站
3进行吸收。
202可以吸收制动电能,此时,第一控制器205实时监测牵引网的电压U,如果牵引网1上的列
车数量较少即牵引网1上的负载较小,或者牵引网1上制动的列车较多,会引起牵引网的电
压的升高,当牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1,例如845V时,控制列车2的电池202吸收
制动电能;如果在列车2的电池进行吸收之后牵引网1的电压U继续升高,当牵引网的电压U
大于第四预设阈值U4,例如855V时,第二控制器301控制储能电站3吸收制动电能。在本发明
的实施例中,在控制电池202和储能电站3吸收制动电能之后,牵引网1的电压U会降低,当牵
引网1的电压U小于等于第二预设阈值U2,例如830V时,控制电池202和储能电站3停止吸收
制动能量。
池202吸收制动电能;当牵引网的电压U低于第二预设阈值U2时,制动电能只反馈至牵引网
1。
地,首先判断电池202的电量Q是否大于等于第二电量阈值Q2,如果电量Q大于等于第二电量
阈值Q2,则电池202可以进行放电,此时,第二控制器301实时监测牵引网的电压U,当牵引网
的电压U小于第五预设阈值U5,例如810V时,控制储能电站3进行放电。进一步地,第一控制
器205监测牵引网的电压U,并判断牵引网的电压U是否小于第七预设阈值U7,如果第一控制
器205判断牵引网的电压U是否小于第七预设阈值U7,则第二控制器301控制储能电站3进行
放电,同时,第一控制器205控制双向DC/DC变换器204进入放电模式以使列车2的电池202向
牵引网1进行放电。
例在变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车
正常运行。而且,第一控制器在列车制动时控制配电器和双向DC/DC变换器将制动电能反馈
至牵引网,并根据牵引网的电压控制双向DC/DC变换器通过电池对列车的制动电能进行吸
收,当牵引网的电压继续升高时,再利用储能电站进行吸收。此外,储能电站还可以根据牵
引网的电压对牵引网进行放电,从而避免牵引网的电压过低,维持牵引网的正常工作。在本
发明实施例中,在列车进行制动时先将制动电能反馈至牵引网,此时如果牵引网上的列车
比较多,则会将反馈的制动电能均匀到其他列车,因此牵引网的电压不会升高很多。反之如
果此时牵引网上的列车较少,或者此时制动的列车较多,则牵引网的电压就会升高,在本发
明实施例中,优先使用车载电池进行吸收,如果在车载电池吸收之后牵引网的电压继续升
高,则再使用储能电站进行吸收。由于车载电池就安装在列车之上,因此优先采用电池进行
吸收,避免出现制动电能过大,无法被快速吸收或消耗,从而导致牵引网的电器被烧毁的问
题。本发明实施例通过列车上的电池和储能电站对制动电能进行吸收,从而实现了制动电
能的回收和再利用,减少了能源浪费,降低牵引网的负载。并且,本发明实施例还可以有效
监控牵引网的电压,保护系统零部件,提高系统安全性。
3进行放电。
电。
制装置403在确定电网出现故障后可通过通信装置401下发放电控制指令给牵引网上的多
个储能电站3,多个储能电站3开始向牵引网进行放电,以为运行在牵引网上的列车2进行应
急供电。
进行控制。
并控制多个储能电站3停止放电。或者,在本发明的另一个实施例中,每个储能电站3可实时
监控自身的电量,如果多个储能电站3的电量小于第三电量阈值,该储能电站3可向控制中
心4发送停止放电请求,控制装置403在接收到停止放电请求可控制列车2的电池进行放电,
并控制多个储能电站3停止放电。
止放电。
储能电站3向牵引网1进行放电时,可判断储能电站3的电量是否小于第三电量阈值Q3,如果
储能电站3的电量小于第三电量阈值Q3,则将储能电站3的最大允许放电功率限制为0,控制
储能电站3停止放电。
电。由此,本发明实施例在变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行
应急供电,确保列车正常运行。
确定电网出现故障后下发放电控制指令给牵引网上的多个储能电站,多个储能电站开始向
牵引网1进行放电,以为运行在牵引网上的列车进行应急供电。
个储能电站停止放电。或者,在本发明的另一个实施例中,每个储能电站可实时监控自身的
电量,如果多个储能电站的电量小于第三电量阈值,该储能电站可向控制中心发送停止放
电请求,控制中心在接收到停止放电请求可控制列车的电池进行放电,并控制多个储能电
站停止放电。
站向牵引网进行放电时,可判断储能电站的电量是否小于第三电量阈值Q3,如果储能电站
的电量小于第三电量阈值Q3,则将储能电站的最大允许放电功率限制为0,控制储能电站停
止放电。
站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车正常运行。
时,反馈到牵引网上的制动电能会超过牵引网上的列车运行所需的电能,从而引起牵引网
的电压U升高,实时监测牵引网的电压U,当牵引网的电压U升高时,首先控制电池吸收制动
电能。同时,继续监测牵引网的电压,如果在控制列车的电池进行吸收之后牵引网的电压U
继续升高,则控制储能电站吸收制动电能进行充电。同样地,当牵引网上的列车数量较多,
即牵引网上的负载较大时,牵引网的电压U会降低,实时监测牵引网的电压U,当牵引网的电
压U降低时,首先控制储能电站进行放电以提高牵引网的电压,如果牵引网的电压U继续降
低,则控制电池进行放电以提高牵引网的电压。
池吸收制动电能,以实现制动电能的快速吸收,从而防止未被吸收或者消耗的制动电能引
起牵引网的电压U升高,保护了系统的零部件,避免牵引网上的电器损坏,提高了系统的安
全性。
吸收,例如首先控制电池吸收制动电能的30%,然后控制储能电站吸收制动电能的70%,以
完成制动电能的回收。
动列车的电池进行充电。假设牵引网上未被吸收或消耗的制动电能为Q',牵引网上有N列列
车,则牵引网上每个列车的电池吸收的制动电能的平均值为Q'/N。
引网的电压,保护系统零部件,提高系统安全性。
如845V;如果牵引网的电压大于第一预设阈值,则控制双向DC/DC变换器进入充电模式以使
电池吸述制动电能。此时,控制双向DC/DC变换器将高压侧的直流电变换为与电池的电压匹
配的直流电,以对电池进行充电即控制电池吸收制动电能。
馈至牵引网。
括:判断牵引网的电压是否小于第二预设阈值,例如830V;如果牵引网的电压小于第二预设
阈值,则控制电池停止吸收制动电能,其中,第二预设阈值小于第一预设阈值。
S105。
于第四预设阈值,则控制储能电站进行充电。在本发明的实施例中,在控制列车的电池吸收
制动电能之后,此时由于牵引网上的列车较少,或者此时制动的列车较多,因此牵引网的电
压还会持续增加。当牵引网的电压U大于第四预设阈值U4时,控制储能电站从牵引网吸收电
能进行充电,从而避免牵引网的电压达到最大额定电压。
阈值,则控制储能电站进行放电,其中,第五预设阈值小于第四预设阈值。在本发明的实施
例中,如果牵引网上的列车较多就会导致牵引网的电压下降,此时为了避免牵引网的电压
达到最低额定电压,需要控制储能电站向牵引网进行放电。在本发明的一个具体实施例中,
牵引网上存在多个储能电站,优先选择电量高的储能电站向牵引网放电,例如电量高的储
能电站放电的功率大,电量低的储能电站放电的功率略小,从而达到储能电站之间的电量
平衡。
则控制储能电站停止放电,其中,第六预设阈值大于第五预设阈值。
放电,同时,控制双向DC/DC变换器进入放电模式以使列车的电池向牵引网进行放电,其中,
第七预设阈值小于第五预设阈值。在本实施例中,如果牵引网的电压U太小,则控制储能电
站和列车的电池均进行放电,从而将牵引网的电压快速提高。
制列车进行机械制动配合实施电制动对列车进行制动,其中,第三预设阈值大于第一预设
阈值。在本发明的实施例中,如果牵引网上的列车较少,或者此时制动的列车较多,则在电
池和储能电站吸收制动电能之后,牵引网的电压U会继续增加,当牵引网的电压大于第三预
设阈值U3时,控制列车进行机械制动,以对列车进行辅助制动。
动,这样,在对列车进行电制动的同时通过机械制动对列车进行辅助制动,以降低列车产生
的制动电能,从而避免牵引网的电压U达到最大额定电压,并且可以实现精准快速停车。
制电池的放电功率小于等于预设功率阈值例如70KW,以使列车运行在限功率状态。
双向DC/DC变换器关闭以使电池停止吸收制动电能。在本发明的实施例中,电池的充电功率
和放电功率受到限制,电池在吸收制动电能后电量会增加,如果电池的电量过大,会影响电
池的使用寿命,当电量Q大于第一电量阈值Q1时,控制电池停止吸收制动电能。
电量小于第二电量阈值,则控制双向DC/DC变换器关闭以使电池停止放电。在本发明的实施
例中,电池在放电之后电量会减小,当电量Q小于第二电量阈值Q2时,控制电池停止放电。
站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急供电,确保列车正常运行。
而且,在本发明实施例中,还可先对列车进行制动,并根据制动力生成制动电能,并将制动
电能反馈至牵引网,然后监测牵引网的电压,并根据牵引网的电压控制电池对列车的制动
电能进行吸收,继续监测牵引网的电压,并判断牵引网的电压是否继续升高,如果判断牵引
网的电压继续身高,则控制储能电站吸收制动电能。此外,还可以根据牵引网的电压控制储
能电站进行放电,从而避免牵引网的电压过低,维持牵引网的正常工作。在本发明实施例
中,对列车进行制动后首先将制动电能反馈至牵引网,并判断牵引网上的列车数量,此时如
果牵引网上的列车比较多,则将反馈的制动电能均匀到其他列车,牵引网的电压不会升高
很多。反之,如果牵引网上的列车较少,或者此时制动的列车较多,则牵引网的电压会快速
升高,在本发明的实施例中,优先控制车载电池吸收制动电能,如果车载电能吸收制动电能
之后牵引网的电压继续升高,则控制储能电站吸收制动电能。由于车载电池安装在列车之
上,因此优先控制电池吸收制动电能,避免出现制动电能过大,无法被快速吸收或消耗,从
而导致牵引网的电器被烧毁的问题。本发明实施例通过控制列车上的电池和储能电站吸收
制动电能,从而实现了制动电能的回收和再利用,减少了能源浪费,降低牵引网的负载。并
且,本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压,保护系统零部件,提高了系统安全性。
确定电网出现故障后下发放电控制指令给牵引网上的多个储能电站,多个储能电站开始向
牵引网1进行放电,以为运行在牵引网上的列车进行应急供电。
个储能电站停止放电。或者,在本发明的另一个实施例中,每个储能电站可实时监控自身的
电量,如果多个储能电站的电量小于第三电量阈值,该储能电站可向控制中心发送停止放
电请求,控制中心在接收到停止放电请求可控制列车的电池进行放电,并控制多个储能电
站停止放电。
站向牵引网进行放电时,可判断储能电站的电量是否小于第三电量阈值Q3,如果储能电站
的电量小于第三电量阈值Q3,则将储能电站的最大允许放电功率限制为0,控制储能电站停
止放电。
电。本发明实施例在变电站出现故障无法为牵引网时,使用牵引网上的储能电站进行应急
供电,确保列车正常运行。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。