[发明专利]城市有轨公交车辆复合式智能供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及有轨车辆运行能源的供给技术，特别涉及城市公交有轨车辆复合式智能供电系统。

背景技术

由电力驱动的城市公交有轨车辆，其传统的供电方式一般有两种。一种是采用外电源集中供电方式，即建设大型专用主变电站和专用牵引/降压变电所，主变电站将从城市电网接入的高压电变成中压电输出，经过开闭所输入到若干专用牵引/降压变电所，进行变压整流成城市有轨公交车辆用直流电，再通过专用架空的接触网或地上/面第三轨，为城市有轨公交车辆提供驱动动力。另一种是采用外电源分散供电方式：即建设专用牵引/降压变电所，从城市电网沿线的变电所直接输出中压电能，经过开闭所输入到若干专用牵引/降压变电所，进行变压整流成城市有轨公交车辆用直流电，再通过专用架空接触网或地上/面第三轨，为城市有轨公交车辆提供驱动动力；此供电方式须城市电网沿公交线路的变电所具有足够的备用容量，才可满足城市有轨公交系统对中压电源引入数量和容量的要求。  上述的供电方式存在以下弊端：一、城市有轨公交车辆运行需要从城市电网大功率取电，对电网的干扰大，影响电网上的其他用户正常使用；二、建设专用主变电站和若干牵引/降压变电所等工程，建设与维护成本较高；三、取用由煤炭、石油、天然气等转化而来的城市电网电能，等同于消耗大量的不可再生资源；四、须空中架设专用接触网为有轨公交车辆供电，有碍城市景观；五、无法合理使用城市电网处于用电低谷时的富余电能。          因此，如何克服当前电驱动城市公交有轨车辆供电方式的不足之处，一直是业内长期探索、但尚未解决的问题。 

申请人于2012年4月26日向国家知识产权局申请了“新能源有轨公交营运系统”（译名为New Energy Rail Transit，简称ERT）的发明专利。该专利申请，除阐明ERT系统是在已有的快速公交系统（简称BRT）相关技术特征的基础上，再吸取融入轻轨或现代超级有轨电车交通等基本技术特征外，还重点突出了新能源技术。所述的新能源技术，是采用无污染、尾气零排放的电能；特别是还包括设置有车载电源无线供电装置；专用公交车站站台设有地面充电站。所述车载电源无线供电装置由车载超级电容储能装置，或车载高能蓄电池组储能装置，或车载超级电容与高能蓄电池组复合储能装置构成。此外，该“新能源”还提出了在有轨公交专用车站设置连接地面充电站的太阳能发电装置等技术方案。该专利申请的技术方案经立项，局部初试、检测，验证了车载电源无线供电装置所获取的电能，其中30%来自于太阳能发电装置，还有70%的电量仍须依赖城市电网供电，才能保障有轨公交车组的正常运行。为了最大限度地降低城市有轨公交运行从城市电网获取的输出电能量值，申请人认为有必要对城市有轨公交运行的供电系统进行深入研究，提出更为具体详尽的技术措施，以尽可能减少有轨公交对城市电网的依赖性。 

发明内容

本发明提供了一种城市有轨公交车辆复合式智能供电系统，目的在于使城市有轨公交运行最大程度优先利用太阳光辐射转化而成的电能，同时充分回收利用有轨公交车辆所产生的各种制动能量，以减少有轨公交车辆对城市电网电能的需求，并尽可能使用城市电网用电低谷时段富余的电能，从而多措并举，使新能源有轨公交营运系统（ERT）朝着绿色、智能、经济、可持续的方向发展，顺应低碳环保的世界潮流。 

本发明的技术解决方案 

本发明所称供电系统，包括“新能源有轨公交营运系统”已提出的在专用公交车站台设有充电站及站台太阳能发电装置、和车载电源无线供电装置，车体下部设有的伸缩式自动受电臂，站台充电站设有站台储能装置等技术方案。而该供电系统还包括设置由站台太阳能发电装置与城市电网电源共同供电的A子系统；由有轨公交自身所设车体太阳能发电装置供电的B子系统；由有轨公交自身所设制动能回收装置供电的C子系统。所述A子系统中设有站台智能控制装置；所述B子系统与C子系统之间设有车载智能控制装置。

本发明的进一步技术解决方案 

所述的A子系统，由站台太阳能发电装置输出电流，经站台直流升压充电装置输入至充电站储能装置；城市电网普通电源输出电流，经逆变充电装置成为直流电，输入至充电站储能装置；站台直流升压充电装置与逆变充电装置共同连接有充电站智能控制装置；充电站储能装置的输出端连接大功率充电装置输入端。所述站台太阳能发电装置为太阳能光伏发电装置；所述的站台设有的充电站内设有多个串联的站台储能装置。

所述的B子系统，由车载太阳能发电装置输出电流，经车载直流升压充电装置，输入车载电源无线供电装置的车载储能装置。