[发明专利]地铁再生制动能量的处理方法和系统

说明书

本申请涉及一种地铁再生制动能量的处理方法和系统。当列车再生制动、直流接触网的电压上升时，可以触发直流接触网的电能存储至储能电池组，使得直流接触网的电压稳定，当列车再生制动完成、直流接触网的电压下降时，可以触发断开储能电池组对直流接触网的电能的存储，由于储能电池组本身所具有的特点，与相关技术中只能吸收部分能量的超级电容相比，电能存储容量非常大，足以吸收直流接触网释放的电能，避免能量损耗。当列车加速启动、直流接触网电压下降时，可以触发储能电池组向直流接触网释放电能，由于储能电池组存储的能量较多，可以为直流接触网提供足够的能量，从而维持直流接触网的电压稳定。基于此，本方案实现了电网的削峰填谷功能。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种地铁再生制动能量的处理方法和系统。

背景技术

目前，低碳、绿色环保已经深入各行各业，选择公共交通工具出行已经成为人们的生活习惯。地铁就是一种非常重要的公共交通工具，地铁路线越多，班次越多，站点越密，分布越广，人们的生活就越方便。但随着列车停站次数的增加，列车的制动次数也相应增加。由于早期列车采用非再生制动，也就是空气制动，具体是：使用刹车片直接与制动盘(制动盘与车轮相连)摩擦降低车轮速度，车轮与铁轨摩擦降低车轮速度，如此会对铁轨和车轮造成磨损，同时要经常更换刹车片。为此，之后出现了再生制动技术，具体是：在列车运行时，直流接触网为牵引变流器提供电能，牵引变流器驱动牵引电机，牵引电机快速旋转带动列车加速前进；当列车制动时，牵引电机停止输出动力，由于惯性列车带动牵引电机旋转，牵引变流器使牵引电机工作在发电状态，列车的动能转换成电能列车速度下降，同时列车向直流接触网回馈电能，如此，再生制动的电量回馈直流接触网后，造成电网电压不断的上升，线上其它的非加速列车无法全部吸收，如果电压再继续升高会超出列车正常供电范围，这时候强行并入制动电阻消耗这一能量，使电网电压维持相对稳定。由于列车制动损耗占列车耗电30％以上，能量损耗非常严重。

为了解决上述列车再生制动的能量损耗问题，提出了逆变回馈电网的方案，具体是：由直流接入柜、逆变器、隔离变压器组成逆变回馈系统，该系统一端连接直流接触网，另外一端连接交流电网，当列车再生制动时，列车把动能转化成电能回馈到直流接触网上，列车速度不断下降，同时直流接触网电压迅速上升，逆变回馈系统启动，把直流接触网的电能通过逆变器逆变成交流在通过升压变压器回馈到其它电网上，直流接触网的电压回落。

即使逆变回馈系统把列车再生制动能量回馈到交流电网上也改变不了直流接触网电压大幅波动的现象，直流接触网电压的波动会影响列车的平稳运行。为此，进一步提出了利用超级电容把列车再生制动的能量存储起来，在列车启动时再把它回馈到电网上，保持电网电压的相对稳定。但是，超级电容存储的电能较少，不能完全吸收列车的制动能量，吸收不了的电量还需要制动电阻消耗，仍然会有能量损耗；超级电容的电压变化很大，会导致系统的最大功率只能持续几秒，然后系统功率就会随着超级电容电压降低而快速下降；且超级电容的能量有限，也不能为列车启动提供足够的能量，直流接触网电压依然存在波动。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种地铁再生制动能量的处理方法和系统。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种地铁再生制动能量的处理系统，包括：

储能电池组，用于储存和释放电能；

控制模块，用于当监测到列车再生制动、直流接触网的电压上升到第一触发值时，控制接通所述储能电池组与所述直流接触网以使所述储能电池组存储所述直流接触网的电能，并控制所述直流接触网的电压稳定在第一预设值；当监测到所述列车再生制动完成、所述直流接触网的电压下降到第二触发值时，控制断开所述直流接触网与所述储能电池组；当监测到所述列车加速启动、所述直流接触网的电压下降到第三触发值时，控制接通所述储能电池组与所述直流接触网以使所述储能电池组向所述直流接触网释放电能，使得所述直流接触网的电压恢复到第二预设值；当监测到所述列车完成启动、所述直流接触网的电压恢复到第三预设值并上升时，控制断开所述储能电池组与所述直流接触网。