[发明专利]一种计及制动能量回收的双向ICPT系统分段供电控制方法

说明书

本发明一种计及制动能量回收的双向ICPT系统分段供电控制方法，依据ATP曲线的国际标准对列车制动过程进行分段，并进行受力分析，从而得到双向ICPT系统分段的工作模态与线圈切换逻辑。通过建立制动模型和功率模型，只需单次通信将列车制动初速传至地面控制器，就可实现双边功率潮流方向和大小的同步控制，无需额外实时通信模块，节约成本。基于制动模型的分段供电线圈切换逻辑可提升系统动态的传输效率。

技术领域

本发明涉及轨道交通非接触牵引供电技术领域，具体地涉及一种计及制动能量回收的双向ICPT系统分段供电预设控制方法。

背景技术

在轨道交通领域，非接触式供电系统解决了传统接触式牵引供电结构复杂、受电弓腐蚀火花、过分相等问题。同时为了高速列车节能运行，再生制动能量的回收是重点。能量双向馈动ICPT系统正向模态可实现牵引，反向模态为再生制动能量回收提供了通道。但是，传统能量双向馈动ICPT 系统需要实时通信来保证功率潮流的同步与控制，这带来了很大经济问题和技术问题。此外，高速列车速度快、功率高，对其供电的过程是动态的，分段式供电线圈是一种更可靠的供电结构。目前，针对能量双向馈动ICPT 系统，还没有出现典型的分段供电控制方法。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种计及制动能量回收的双向ICPT系统分段供电预设控制方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提出一种计及制动能量回收的双向ICPT系统分段供电预设控制方法，包括如下步骤：

步骤a：对列车的制动过程分段，并对各阶段的列车进行受力分析，得到双向ICPT系统的各阶段工作模态和分段式供电线圈切换控制逻辑；

步骤b:对双向ICPT系统中的列车控制系统建立第一制动模型和第一功率模型，对地面控制系统建立第二制动模型和第二功率模型；

步骤c:基于所述第一制动模型、所述第一功率模型以及第一PWM发生器建立双向ICPT系统的控制器；基于所述第二制动模型、所述第二功率模型以及第二PWM发生器建立地面控制器。

进一步的，步骤a具体包括：

依据ATP曲线的国际标准，将列车的制动过程分为：阶段一，列车还未切除牵引阶段；阶段二，切除牵引后的惰行阶段；阶段三，再生制动开始工作，列车开始制动直到速度为0阶段。

进一步的，根据列车制动过程的三个阶段，以及该三个阶段列车所受的合力大小，得到双向ICPT系统的各阶段工作模态和分段式供电线圈切换控制逻辑。

进一步的，双向ICPT系统的各阶段工作模态包括：

列车在阶段一状态，ICPT系统保持能量流正向传输，双边预备暂停ICPT 系统并切除供电；列车在阶段二状态，ICPT系统暂停工作；列车在阶段三状态，ICPT系统开始反向传输能量，双边开始以制动模型为参考对ICPT 系统进行控制。

进一步的，分段式供电线圈切换控制逻辑包括：

以阶段一的预设距离为准，整体打开线圈；

以阶段二的预设距离为准，整体关闭线圈；

以阶段三的预设距离为准，将阶段三的预设距离划分为四个小段，以每个小段的距离为准整体打开线圈或者整体关闭线圈。

进一步的，步骤c中建立双向ICPT系统的控制器具体包括：

制动初速度和预期的制动距离作为第一制动模型的输入，并由第一制动模型输出实时速度V_S和调节功率方向外相移角γ₁；