[发明专利]一种用于高铁的再生制动能量管理方法

说明书

本发明公开了一种用于高铁的再生制动能量管理系统及方法，所述用于高铁的制动能量管理系统包括能量回收子系统，车站配电网以及车站负载，所述车站配电网连接所述能量回收子系统连接和所述车站负载，所述能量回收子系统连接牵引网。本发明所提供的用于高铁的再生制动能量管理系统及方法，以解决现有的再生制动能量剩余的问题。

技术领域

本发明涉及能量回收技术领域，具体涉及一种用于高铁的再生制动能量管理系统及方法。

背景技术

目前高速铁路列车制动时都优先采用再生制动(亦称反馈制动，是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化及储存起来；而不是变成无用的热)，也即，牵引电机转换为发电机状态将再生制动能量反馈到牵引网上面，然而这种制动方式会造成牵引网电压的抬升以及能量利用率低等问题。

为了解决再生制动能量利用的问题，现有的能量利用方式包括将再生制动能量利用大电阻吸收的耗散型、利用储能元件将再生制动能量存储起来的储能型及直接反馈回牵引网供电的回馈型。

就回馈型再生制动能量利用技术而言，由于列车发出的电是单相功率，负序分量很大，对电力系统危害十分严重，因此电力系统对列车再生制动送回电网的电量采取了惩罚性收费，即“反送正计”。也就是说返送回电网的电量视同消耗电量同等计费。这既给高铁运行增加了成本，又对电力系统的稳定运行带来威胁，同时倒送电能会引起接触网电压振荡，危及列车安全运行。对于这一问题，有人提出另外一种解决方案，即基于交直交变流技术的回馈装置将再生制动能量反馈回三相电网使用，以解决反送的再生制动能量对电网带来的电能质量问题。但是目前的基于交直交变流技术的回馈型再生制动能量回收利用技术很多都是针对于如何反馈到配电网的研究，对于其再生制动能量的能量管理方法研究非常缺乏，而对再生制动能量进行高效合理利用是电气化铁路再生能源能够广泛应用的非常重要的因素。以唐山高铁站为例，尤其在冬季，外电供应会受到限制，但是还要维持暖气、空调、电梯等电力设备的正常运行，因此为了解决用电受限这一问题，需要一种能量管理方法对车站再生制动能量进行高效合理的调配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高铁的再生制动能量管理系统及方法，以解决现有的再生制动能量剩余的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种用于高铁的制动能量管理系统，所述用于高铁的制动能量管理系统包括能量回收子系统，车站配电网以及车站负载，所述车站配电网连接所述能量回收子系统连接和所述车站负载，所述能量回收子系统连接牵引网。

可选择地，所述能量回收子系统包括第一降压变压模块、第一电能转换模块、第二电能转换模块、第二降压变压模块以及储能模块，所述牵引网连接所述第一降压变压模块的输入端，所述第一电能转换模块的输入端连接所述和所述第一降压变压模块的输出端，所述第二电能转换模块和所述储能模块并联连接于所述第一电能转换模块的输出端，所述第二电能转换模块的输出端连接所述第二降压变压模块。

可选择地，所述第一降压变压模块包括双绕组降压变压器；所述第一电能转换模块包括单相并联整流器；所述第二电能转换模块包括三相逆变器；所述第二降压变压模块包括三相降压变压器。

可选择地，所述储能模块包括连接所述第一电能转换模块的双向DC/DC 变换器以及连接所述双向DC/DC变换器的超级电容组。

基于上述技术方案，本发明还提供一种用于高铁的制动能量管理方法，所述用于高铁的制动能量管理方法包括上述的用于高铁的制动能量管理系统。

可选择地，所述用于高铁的制动能量管理方法包括以下步骤：

S1：根据预设的电力消耗参数和根据预设的温度释放参数确定电力消耗性目标函数和温度释放性目标函数；

S2：利用粒子群算法，分别得到所述电力消耗性目标函数的第一最优解和所述温度释放性目标函数的第二最优解；