城市轨道列车再生制动能量吸收利用系统及方法

摘要

本发明提供了一种城市轨道列车再生制动能量综合吸收利用系统，包括能量回馈逆变器、储能单元、DC/DC双向变换器及直流平波电容；能量回馈逆变器的直流侧、DC/DC双向变换器的高压侧均与直流平波电容相并联，同时与直流母线的正负极相并联；DC/DC双向变换器的低压侧与储能单元相连；能量回馈逆变器的交流侧与牵引变电站内配电变压器低压侧相连，用于将直流母线上的再生制动能量进行逆变，供牵引变电站内用电设备使用。本发明还提供了基于上述系统的再生制动能量吸收利用方法。本发明基于直流母线电压的变化情况对能量回馈逆变器与DC/DC双向变换器进行协调控制，快速、充分地吸收列车再生制动能量，维持直流母线电压稳定，提高列车再生制动能量的利用率。

主权项

一种城市轨道列车再生制动能量综合吸收利用系统，其特征在于，包括能量回馈逆变器、储能单元、DC/DC双向变换器及直流平波电容C_dc；能量回馈逆变器的直流侧、DC/DC双向变换器的高压侧均与直流平波电容C_dc相并联，同时与城市轨道列车接触网的直流母线的正负极相并联；DC/DC双向变换器的低压侧与储能单元相连；能量回馈逆变器的交流侧与城市轨道列车的牵引变电站内配电变压器的低压侧相连，用于在储能单元充电即将饱和停止充电时，将直流母线上的再生制动能量进行逆变回馈到牵引变电站内配电变压器的低压侧，供牵引变电站内用电设备使用；能量回馈逆变器由三个单相全桥并联后串联耦合电抗器构成；该城市轨道列车再生制动能量综合吸收利用系统的工作方法，具体为：当列车再生制动导致直流母线电压升高超过其最高限值时，首先控制DC/DC双向变换器的开关状态使直流母线向储能单元充电，储能单元吸收列车再生制动能量，使直流母线电压恢复到正常范围；当储能单元充电即将饱和时，停止对其充电，控制能量回馈逆变器工作在逆变状态，将直流母线上多余的再生制动能量逆变回馈到牵引变电站内配电变压器的低压侧，供牵引变电站内用电设备使用；当直流母线电压由于列车启动而降低越过其最低限值时，控制DC/DC双向变换器的开关状态使储能单元向直流母线放电，使直流母线电压恢复到正常范围；当直流母线电压在正常范围内，而储能单元电压越过其最低限值时，控制DC/DC双向变换器的开关状态使直流母线向储能单元充电，从而维持储能单元电压在正常范围内；当直流母线电压在正常范围内，而储能单元电压越过其最高限值时，通过对能量回馈逆变器及DC/DC双向变换器的联合控制，使储能单元向牵引变电站内用电设备放电，从而维持储能单元电压在正常范围内。