[发明专利]用于轨道交通的直流牵引供电系统及其控制方法

说明书

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和储能组件，控电系统的控制方法包括：获取列车的当前运行工况；如果列车当前处于牵引状态，则获取直流牵引网的基准电压和直流牵引网的电压，并根据基准电压和直流牵引网的电压控制储能组件向直流牵引网释放能量；如果列车当前处于制动状态，则获取直流牵引网的基准电压和直流牵引网的电压，并根据基准电压和直流牵引网的电压控制储能组件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。该控制方法不需要依赖列车与供电系统的通讯，通过储能组件和整流源即可防止直流牵引网的电压波动，提高供电质量，供电可靠性高。

技术领域

本发明涉及轨道交通供电技术领域，尤其涉及一种用于轨道交通的直流牵引供电系统和一种用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法。

背景技术

伴随着不可再生能源的日益枯竭，以及污染问题日益严重，城市轨道交通得到迅速发展。城市轨道交通相较于电气化铁路而言，由于站间距离短、运行速度慢，所需牵引功率较小、同时城市人口密集，从减小绝缘成本、减轻电磁干扰、提高安全性、直流电机调速控制简单等方面考虑，使用750V\1500V直流接触网供电成为首选方案。

其中，如何提高轻轨交通供电电源性能与可靠性就显得越发重要。在传统轨道供电方式中，在制动回馈阶段一般采用电阻进行能量消耗，造成了极大的能源浪费；或者增设交流回馈装置，在制动阶段将能量转化为交流回馈到交流电网，但由于交流电网的不稳定性，在回馈过程中会显著影响直流电网稳定性。

为此，相关技术中，公开了一种集合不控整流、电网回馈和储能功能的混合型牵引供电装置。但该回馈储能混合型供电装置，由于是回馈支路和储能支路共同作用才能保障接触网电压稳定，回馈变流器或储能支路任一故障时供电系统即无法满足供电需求；同时此拓扑系统结构复杂、控制策略与算法描述不清晰，导致直流电网电压波动较大，供电质量降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，以通过储能组件和整流源防止直流牵引网的电压波动，提高供电质量。

本发明第二方面实施例提出了一种用于轨道交通的直流牵引供电系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，所述用于轨道交通的直流牵引供电系统包括整流源和储能组件，其中，所述整流源用于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，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，以及在所述列车牵引时向所述直流牵引网释放能量，所述控制方法包括以下步骤：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，则获取直流牵引网的基准电压和直流牵引网的电压，并根据基准电压和直流牵引网的电压控制所述储能组件向所述直流牵引网释放能量以抑制所述直流牵引网的电压下降；如果所述列车当前处于制动状态，则获取直流牵引网的基准电压和直流牵引网的电压，并根据基准电压和直流牵引网的电压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。

根据本发明实施例的用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法，在对用于轨道交通的直流牵引供电系统进行控制时，能够通过储能组件和整流源防止直流牵引网的电压波动，提高供电质量，且不需要依赖列车与供电系统的通讯，提高了供电可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的用于轨道交通的直流牵引供电系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述根据所述基准电压和所述直流牵引网的电压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，并控制所述储能组件的充电功率以第一速率增加，直至所述储能组件的充电功率达到该目标充电功率：