[发明专利]非接触式牵引供电系统站内再生制动能量分配与优化方法

说明书

本发明非接触式牵引供电系统站内再生制动能量分配与优化方法，包括：将储能设备增加至非接触式牵引供电系统中；对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况进行分类；根据对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况分类对储能设备和电网协同供电的工作状况进行分类。通过将无线电能传输技术应用于高速铁路中，能够解决接触网带来的一些不确定因素，车网耦合振荡。针对高速列车进站与出站过程中，通过在能量双向馈动非接触式牵引供电系统中加入储能装置提高再生制动能量利用率，提高站内能量分配能力，对储能装置进行控制，能够对五种工作模式进行转换，完成削峰填谷，提高电网灵活性，提升经济性及可靠性。

技术领域

本发明涉及轨道交通非接触式牵引供电技术领域，具体地涉及非接触式牵引供电系统站内再生制动能量分配与优化方法。

背景技术

随着高速铁路的迅速发展，目前已经取得了很大的进步。然而接触网供电会造成很多问题，例如摩擦、腐蚀，火花，异物，雷击，恶劣天气等严重影响供电可靠性，一块塑料布就可以导致列车停电，因此需要考虑是否可以替代接触网供电。高速铁路再生制动能量利用率不高，这是由于目前对于再生制动的处理方式所决定的：(1)被同一供电臂上处于再生工况的动车组消耗。(2)以热能的形式被制动电阻消耗。(3)返回电网但不计费用，谐波影响导致能量利用率较低。如何能够充分利用电能，实现能源调度与优化已成为需要解决的问题。双向无线电能传输系统可以通过控制负载侧的能量接口实现其与电网之间的双向互动和交换，提高电网供电灵活性，可靠性和能源利用效率，可代替接触网实现轨道交通供电。而具有储能装置的再生制动系统具有削峰填谷，解决回馈电能谐波污染，提高电网的灵活性，可靠性，经济性。

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，提供非接触式牵引供电系统站内再生制动能量分配与优化方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提出非接触式牵引供电系统站内再生制动能量分配与优化方法，包括将储能设备增加至非接触式牵引供电系统中；

对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况进行分类；

根据对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况分类对储能设备的工作状况进行分类。

进一步的，所述非接触式牵引供电系统为移动式双向ICPT系统，且包括多发射双拾取拓扑结构数学模型。

进一步的，通过将双向Buck-Boost电路添加至非接触式牵引供电系统中的直流电路中，实现将储能设备增加至非接触式牵引供电系统中。

进一步的，对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况分类为：

工况1，两列车同时处于再生制动工况；

工况2，两列车同时处于牵引工况；

工况3，一车处于再生制动工况，另一车处于牵引工况，再生制动电能等于牵引用电电能；

工况4，一车处于再生制动工况，另一车处于牵引工况，再生制动电能大于牵引用电电能；

工况5，一车处于再生制动工况，另一车处于牵引工况，牵引用电电能大于再生制动电能。

进一步的，根据对非接触式牵引供电系统的列车的进站和出站的工况分类对对储能设备和电网协同供电的工作状况分类为：

在工况1时，将再生制动电能存储于储能装置；

在工况2时，由电网与储能装置同时给两列车供电；

在工况3时在储能装置不参与补偿工作；

在工况4时，将多余的电能存储在储能装置中；