发明名称 一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法
摘要 本发明涉及一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法,该方法包括以下步骤:1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器;2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断,如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式,如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式,如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式,如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。与现有技术相比,本发明从城市轨道交通系统全局节能和车辆全工况出发,具有提高车载储能系统的利用率,实现轨道交通系统的最大化节能的优点。
申请公布号 CN102832718B 申请公布日期 2014.10.22
申请号 CN201110165190.9 申请日期 2011.06.17
申请人 同济大学 发明人 沈小军;陈胜;张翼
分类号 H02J15/00(2006.01)I 主分类号 H02J15/00(2006.01)I
代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 代理人 赵继明
主权项 一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器;2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断,选择采取电压控制、功率控制、待机控制、脱机控制使储能系统释放能量、吸收能量、保持待机或电气脱离车辆,从而完成车、网、储能系统之间的能量传递:如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式,如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式,如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式,如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式;所述的牵引模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号和速度信号,并进行判断:如果网压值U低于电压最小值U<sub>min</sub>,表示电网发生了故障,此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号,使储能系统与车辆电气脱离并关机;如果网压值U高于电压最小值U<sub>min</sub>并低于牵引电压门限值U<sub>1</sub>,说明网压偏低,此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号,保证储能系统释放的能量不超过本身车辆所需的能量,当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOC<sub>min</sub>时,储能系统控制器发出待机信号,使储能系统进入待机状态;如果网压值U高于电压上限值U<sub>up</sub>,说明有相邻车辆正进行再生制动,再生制动能量不能被其他车辆全部吸收,此时储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号,储能系统开始从直流电网吸收能量,当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOC<sub>max</sub>时,储能系统控制器发出待机信号,使储能系统进入待机状态;如果网压值U高于牵引电压门限值U<sub>1</sub>并低于电压上限值U<sub>up</sub>,则判断车辆速度信号,当车辆速度值V低于恒功率拐点对应的速度值V<sub>1</sub>时,储能系统控制器给储能系统发出待机信号,当车辆速度值V超过恒功率拐点对应的速度值V<sub>1</sub>时,储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号,待能量释放完毕,储能系统控制器给储能系统发出待机信号,使储能系统进入待机状态;所述的惰行模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号,并进行判断:如果网压值U低于电压最小值U<sub>min</sub>,表示电网发生了故障,此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号,使储能系统与车辆电气脱离并关机;如果网压值U大于电压最小值U<sub>min</sub>,此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制吸收能量信号,当超级电容的电压提升至惰行电压门限值U<sub>0</sub>时,发出待机信号,使储能系统进入待机状态;所述的制动模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号,并进行判断:如果网压值U低于电压最小值U<sub>min</sub>,表示电网发生了故障,此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号,使储能系统与车辆电气脱离并关机;如果网压值U高于电压最大值U<sub>max</sub>,储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号,将网压值U稳定在电压最大值U<sub>max</sub>;当网压值U低于电压最大值U<sub>max</sub>或超级电容的荷电状态值SOC超过最高荷电状态值SOC<sub>max</sub>时,储能系统控制器发出待机信号,使储能系统进入待机状态;所述的站内停车模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号,并进行判断:如果网压值U低于电压最小值U<sub>min</sub>,表示电网发生了故障,此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号,使储能系统与车辆电气脱离并关机;如果网压值U高于电压最小值U<sub>min</sub>并低于第一停车电压门限值U<sub>2</sub>,储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号,当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOC<sub>min</sub>时,储能系统控制器发出待机信号,使储能系统进入待机状态;如果网压值U高于第二停车电压门限值U<sub>3</sub>,储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号,储能系统开始从直流电网吸收能量,当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOC<sub>max</sub>时,储能系统控制器发出待机信号,使储能系统进入待机状态。
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