轨道交通牵引系统及其的能量回馈系统技术方案

技术编号:19184451 阅读:26 留言:0更新日期:2018-10-17 01:48
本发明专利技术公开了一种轨道交通牵引系统及其的能量回馈系统,所述能量回馈系统包括:N个能量回馈模块,其中每个能量回馈模块的负端均与直流母线的负端相连,每个能量回馈模块的正端均与直流母线的正端相连,每个能量回馈模块均包括M个串联的DCDC模组和与M个串联的DCDC模组对应相连的M个储能单元;控制单元,控制单元通过对每个DCDC模组进行控制以使M个储能单元对直流母线的能量进行吸收或者向直流母线释放能量,使得直流母线的电压处于预设电压范围内。该系统由于采用多个能量回馈模块并联且每个能量回馈模块均由多个DCDC模组串联而成,因而可有效降低单个DCDC模组的耐压等级,并降低每个能量回馈模块的功率等级,同时提高系统对于功率需求的灵活性。

Rail transit traction system and its energy feedback system

The invention discloses a rail transit traction system and an energy feedback system thereof. The energy feedback system comprises N energy feedback modules, in which the negative end of each energy feedback module is connected with the negative end of the DC bus, the positive end of each energy feedback module is connected with the positive end of the DC bus, and each energy feedback module is connected with the positive end of the DC bus. Modules include M series DCDC modules and M series connected DCDC modules corresponding to the M energy storage units; control unit, the control unit through each DCDC module to enable M storage units to absorb the energy of the DC bus or release energy to the DC bus, so that the DC bus voltage in the preset. Voltage range. The system adopts multiple energy feedback modules in parallel and each energy feedback module is composed of multiple DCDC modules in series, so it can effectively reduce the voltage level of a single DCDC module, reduce the power level of each energy feedback module, and improve the flexibility of the system for power requirements.

【技术实现步骤摘要】
轨道交通牵引系统及其的能量回馈系统
本专利技术涉及轨道交通
,特别涉及一种轨道交通牵引系统的能量回馈系统和一种轨道交通牵引系统。
技术介绍
目前,轨道交通系统主要采用直流牵引供电方式,一般通过12脉波或者24脉波不控整流器,将电网的交流电整流为电压等级为750V和1500V的直流电,给列车供电。由于不可控整流器的电流存在单向流动的特性,列车在制动时产生的大量能量无法回馈到电网,导致轨道牵引系统中的直流母线电压被抬升。为了维持直流母线电压的稳定,需要对列车制动时产生的能量进行吸收。针对列车制动时产生的能量,目前有电阻消耗型、回馈型以及回馈储能混合型多种技术方案。例如,相关技术中提出了一种不控整流+电网回馈+储能的混合型牵引供电装置以及一种城市轨道列车再生制动能量综合吸收利用系统。在上述两种系统中,均通过单个DCDC模块实现能量的回收。为了保证能量回收的安全性,需要保证单个DCDC模块中的器件能够满足750V/1500V以上的耐压等级,但这会导致系统的体积和成本大幅增加,并且由于单个DCDC模块的功率固定不变,如果功率过小,则无法满足功率较大的牵引需求;如果功率过大,则应用到功率较小的轨道牵引系统时,可能导致系统无法运行在最佳功率点,因而无法很好的适用于不同功率等级的轨道交通系统中。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的第一个目的在于提出一种轨道交通牵引系统的能量回馈系统,该系统由于采用多个能量回馈模块并联且每个能量回馈模块均由多个DCDC模组串联而成,因而可有效降低单个DCDC模组的耐压等级,并降低每个能量回馈模块的功率等级,同时可提高系统对于功率需求的灵活性。本专利技术的第二个目的在于提出一种轨道交通牵引系统。为实现上述目的,本专利技术第一方面实施例提出了一种轨道交通牵引系统的能量回馈系统,包括:N个能量回馈模块,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的负端均与轨道交通牵引系统的直流母线的负端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的正端均与所述直流母线的正端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块均包括M个串联的DCDC模组和与所述M个串联的DCDC模组对应相连的M个储能单元,其中,N和M均为大于1的整数;控制单元,所述控制单元分别与所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组相连,所述控制单元通过对所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组进行控制以使所述M个储能单元对所述直流母线的能量进行吸收或者向所述直流母线释放能量,使得所述直流母线的电压处于预设电压范围内。根据本专利技术实施例的轨道交通牵引系统的能量回馈系统,通过采用多个能量回馈模块并联且每个能量回馈模块均由多个DCDC模组串联而成,因而可有效降低单个DCDC模组的耐压等级,并降低每个能量回馈模块的功率等级,同时可提高系统对于功率需求的灵活性。根据本专利技术的一个实施例,所述M个串联的DCDC模组中的每个DCDC模组均包括K个并联的DCDC单元,其中,第1个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧负端相连后作为能量回馈模块的负端,第i个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧负端相连后与第i-1个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧正端相连,其中,K为大于等于1的整数,i=2、3、…M,并且第M个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧正端相连后作为所述能量回馈模块的正端,以及所述每个DCDC模组中的K个DCDC单元的高压侧负端相连后与对应的储能单元的负端相连,所述每个DCDC模组中的K个DCDC单元的高压侧正端相连后与对应的储能单元的正端相连。根据本专利技术的一个实施例,所述K个DCDC单元中的每个DCDC单元均包括:第一开关管,所述第一开关管的第一端与DCDC单元的高压侧正端相连,所述第一开关管的控制端与所述控制单元相连;第二开关管,所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端相连,所述第二开关管的第二端分别与所述DCDC单元的高压侧负端和所述DCDC单元的低压侧负端相连,所述第二开关管的控制端与所述控制单元相连;第一电容,所述第一电容并联在所述DCDC单元的高压侧正端与所述高压侧负端之间;第一电感,所述第一电感的一端分别与所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端相连,所述第一电感的另一端与所述DCDC单元的低压侧正端相连;第二电容,所述第二电容并联在所述DCDC单元的低压侧正端与所述低压侧负端之间。根据本专利技术的一个实施例,所述控制单元通过对所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组进行控制以使所述M个储能单元对所述直流母线的能量进行吸收或者向所述直流母线释放能量时,其中,所述控制单元控制每个能量回馈模块中的第1个DCDC模组处于恒压模式,并控制所述每个能量回馈模块中的剩余DCDC模组均处于恒流模式。根据本专利技术的一个实施例,在控制所述每个能量回馈模块中的第1个DCDC模组处于所述恒压模式时,所述控制单元控制所述第1个DCDC模组中的第1个DCDC单元处于所述恒压模式,并控制所述第1个DCDC模组中的剩余DCDC单元均处于所述恒流模式;在控制所述每个能量回馈模块中的剩余DCDC模组均处于所述恒流模式时,所述控制单元控制所述剩余DCDC模组中的每个DCDC单元均处于所述恒流模式。根据本专利技术的一个实施例,当控制所述能量回馈系统启动时,所述控制单元先控制第1个能量回馈模块启动,并在所述第1个能量回馈模块启动完成后控制第2个能量回馈模块启动,依次执行,直至第N个能量回馈模块启动完成。根据本专利技术的一个实施例,在控制每个能量回馈模块启动时,所述控制单元先控制所述能量回馈模块中的M个储能单元启动,并在所述M个储能单元启动完成后,控制第1个DCDC模组中的以所述恒压模式运行的DCDC单元启动,并在以所述恒压模式运行的DCDC单元启动完成后,控制所述第1个DCDC模组中的剩余DCDC单元顺序启动,以及在所述第1个DCDC模组启动完成后,控制剩余DCDC模组顺序启动,并在控制所述剩余DCDC模组中的每个DCDC模组启动时,控制所述每个DCDC模组中的每个DCDC单元顺序启动。根据本专利技术的一个实施例,在控制所述能量回馈系统停止运行时,所述控制单元先控制第N个能量回馈模块关闭,并在所述第N个能量回馈模块关闭后控制第N-1个能量回馈模块关闭,依次执行,直至第1个能量回馈模块关闭。根据本专利技术的一个实施例,在控制每个能量回馈模块关闭时,所述控制单元先控制以所述恒流模式运行的DCDC模组顺序关闭,并在控制每个DCDC模组关闭时,控制所述每个DCDC模组中的每个DCDC单元顺序关闭,以及在以所述恒流模式运行的DCDC模组顺序关闭后,控制第1个DCDC模组中以所述恒流模式运行的DCDC单元顺序关闭,并在以所述恒流模式运行的DCDC单元顺序关闭后,控制以所述恒压模式运行的DCDC单元关闭,并在以所述恒压模式运行的DCDC单元关闭后,控制所述能量回馈模块中的M个储能电池关闭。为实现上述目的,本专利技术第二方面实施例提出了一种轨道交通牵引系统,其包括上述的轨道交通牵引系统的能量回馈系统。根据本专利技术实施例的轨道交通牵引系统,通过上述的能量回馈系统,由于采用多个能量回馈模块并联且每个能量回馈模块均由多个DCDC模组串联而成,因而可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通牵引系统的能量回馈系统,其特征在于,包括:N个能量回馈模块,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的负端均与轨道交通牵引系统的直流母线的负端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的正端均与所述直流母线的正端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块均包括M个串联的DCDC模组和与所述M个串联的DCDC模组对应相连的M个储能单元,其中,N和M均为大于1的整数;控制单元,所述控制单元分别与所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组相连,所述控制单元通过对所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组进行控制以使所述M个储能单元对所述直流母线的能量进行吸收或者向所述直流母线释放能量,使得所述直流母线的电压处于预设电压范围内。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通牵引系统的能量回馈系统,其特征在于,包括:N个能量回馈模块,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的负端均与轨道交通牵引系统的直流母线的负端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块的正端均与所述直流母线的正端相连,所述N个能量回馈模块中的每个能量回馈模块均包括M个串联的DCDC模组和与所述M个串联的DCDC模组对应相连的M个储能单元,其中,N和M均为大于1的整数;控制单元,所述控制单元分别与所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组相连,所述控制单元通过对所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组进行控制以使所述M个储能单元对所述直流母线的能量进行吸收或者向所述直流母线释放能量,使得所述直流母线的电压处于预设电压范围内。2.如权利要求1所述的轨道交通牵引系统的能量回馈系统,其特征在于,所述M个串联的DCDC模组中的每个DCDC模组均包括K个并联的DCDC单元,其中,第1个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧负端相连后作为能量回馈模块的负端,第i个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧负端相连后与第i-1个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧正端相连,其中,K为大于等于1的整数,i=2、3、…M,并且第M个DCDC模组中的K个DCDC单元的低压侧正端相连后作为所述能量回馈模块的正端,以及所述每个DCDC模组中的K个DCDC单元的高压侧负端相连后与对应的储能单元的负端相连,所述每个DCDC模组中的K个DCDC单元的高压侧正端相连后与对应的储能单元的正端相连。3.如权利要求2所述的轨道交通牵引系统的能量回馈系统,其特征在于,所述K个DCDC单元中的每个DCDC单元均包括:第一开关管,所述第一开关管的第一端与DCDC单元的高压侧正端相连,所述第一开关管的控制端与所述控制单元相连;第二开关管,所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端相连,所述第二开关管的第二端分别与所述DCDC单元的高压侧负端和所述DCDC单元的低压侧负端相连,所述第二开关管的控制端与所述控制单元相连;第一电容,所述第一电容并联在所述DCDC单元的高压侧正端与所述高压侧负端之间;第一电感,所述第一电感的一端分别与所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端相连,所述第一电感的另一端与所述DCDC单元的低压侧正端相连;第二电容,所述第二电容并联在所述DCDC单元的低压侧正端与所述低压侧负端之间。4.如权利要求2或3所述的轨道交通牵引系统的能量回馈系统,其特征在于,所述控制单元通过对所述N个能量回馈模块中的每个DCDC模组进行控制以使所述M个储能单元对所述直流母线的能量进行吸收或者向所述直流母线释放能...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹韶文孙嘉品杨荣春
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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