[发明专利]一种车地一体多功能应急储能供电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种车地一体多功能应急储能供电控制方法，其特征在于，包括两种控制方式：一种是车地协调与多车协调的车地一体化协调控制策略；另一种是车地独立控制的车地分层控制策略；通过两种控制策略实现地面储能系统与车载储能系统的能量管理控制，完成车地一体应急储能供电；

通过上述两种控制策略：在牵引供电正常模式时，车地一体化的车载与地面储能为列车启动、爬坡、加速时提供峰值功率，制动时回收再生制动能量，同时稳定网压、改善电能质量；在列车过电分相或其它无电区时，车载储能为列车不间断供电，回收列车制动能量，利用地面储能维持牵引网网压；在牵引供电故障时，则车载与地面储能为列车提供应急牵引电量，保障列车安全运行到最近安全站点，维持列车辅助系统运行，回收列车制动能量；

所述车地协调与多车协调的车地一体化协调控制策略包含第一车载储能系统控制策略、第一地面储能系统控制策略以及车车、车地通讯单元；

所述第一车载储能系统控制策略控制车载储能与列车以及牵引网之间的能量传输；所述第一地面储能系统控制策略根据当前供电区间车载储能的充放电功率、当前牵引负荷及牵引网压状态，控制地面储能系统的充放电功率；所述车车、车地通讯单元实现列车与列车间的通讯，列车与地面储能系统间的通讯；

所述车地协调与多车协调的车地一体化协调控制策略中第一车载储能系统控制策略包括步骤：

S101：判断列车运行位置，若列车处于过无电区状态，则进入S1011；若列车未处于过无电区状态，则进入S102；

S1011：通过接口单元将车载储能单元与列车牵引系统以及辅助系统连接，维持列车匀速运行并为列车辅助系统供电，此时车载储能系统输出功率P_BC＝P_nbsf，其中P_nbsf为列车过无电区时需求功率；转入S103；

S102：判断牵引网是否处于正常状态，若牵引网处于正常状态，则转入S1021，否则转入S1022；

S1021：牵引网处于正常状态，车载储能单元输出P_BC为当前SOC状态下的期望输出P_BCq＝(SOC_BC-SOC_BCq)/(SOC_HC-SOC_LC)*P_BCmax，其中SOC_BC为车载储能单元荷电状态，SOC_BCq为车载储能单元当前期望荷电状态，SOC_HC与SOC_LC为车载储能单元限制最高与最低荷电状态；其它能量由牵引网与地面储能系统输出；转入S103；

S1022：牵引网处于异常状态，车载储能系统与故障供电区间内地面储能系统一起组成孤网系统，为整个孤网内所有列车提供能量，此时列车终点为最近站点；车载储能单元输出P′_BC为应急状态中当前SOC约束下的期望输出P′_BCq＝(SOC_BC-SOC_LC)/(SOC_HC-SOC_LC)*P_BCmax，其中SOC_BC为车载储能单元荷电状态，SOC_HC与SOC_LC为车载储能单元限制最高与最低荷电状态，P_BCmax为车载储能单元期望最大输出功率；其它能量由牵引网与地面储能系统输出；转入S103；

S103：判断列车是否到达终点，若到达终点，则结束运行，否则返回S101。