用于降低铁路系统的电力消耗的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于降低铁路系统的电力消耗的方法和系统，该铁路系统包括至少一个接触网、列车以及连接到接触网的区段并向接触网提供电力的至少一个变电站，其中，在列车的制动期间，制动中的列车向接触网提供电力。变电站关联到一个用于降低电力消耗的装置，并且本发明专利技术：‑检测在连接到变电站的区段中的一个区段中存在制动中的列车；‑如果检测到存在制动中的列车，则中断由变电站向接触网提供的电力；‑检测在连接到变电站的各区段中不存在制动中的列车；以及‑用于如果检测到不存在制动中的列车则使得电力能够由变电站提供给接触网的单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于降低铁路系统的电力消耗的系统和方法
本专利技术总体涉及用于降低铁路系统的能耗的方法和系统。
技术介绍
在电气化铁路系统中，使用变电站从电网向列车供给列车所需的电力。变电站将电网电力转换成向列车受电弓输送电力的接触网电力。电气化铁路系统包括沿着铁路线彼此通常隔开数千米的多个变电站。
技术实现思路
技术问题在装配有再生能力时，列车还可以将它们动能的一部分转换成可以被反馈回接触网的电力。由于接触网中的欧姆损耗，受电弓上的电压在该电力被反馈回到接触网时升高。为了避免危险的过电压，具有再生能力的列车还可以包括变阻器。为了保持合理的受电弓电压，调整注入到接触网和变阻器的电力电平。制动电流被挤压，这意味着仅一部分实际上被反馈至接触网，剩余部分在变阻器中作为热量耗散。在变电站为单向的时候，它们无法将接触网电力转换回到电网。这可能引起在变阻器中浪费的大量电力。沿着铁路线的所有列车的制动电力与加速电力之间的差会生成过多电力，其必须在制动中的列车的变阻器中耗散。为了回收过多的电力，已经提出了诸如可逆变电站的解决方案，其将过多电力传递回电网或能量存储系统，该电网或能量存储系统可以吸收过多电力，过多电力稍后在牵引电力之和将超过制动电力之和时使用。即使在存在用于回收过多制动能量的解决方案的情况下，电流挤压会发生。这种情况作为示例在变电站从遥远的制动中的列车隐藏加速列车时发生。随着变电站提供加速电力的一部分，它向遥远的制动中的列车施加高电压电平，这必须挤压其减速电力的一部分，这产生损耗。技术方案本专利技术的目的在于在电气铁路系统的至少一些变电站为不可逆的电气铁路系统中提供过多电力的更佳使用。为此，本专利技术涉及一种用于降低铁路系统的电力消耗的方法，该铁路系统包括至少一个接触网、列车以及连接到接触网的区段并向接触网提供电力的至少一个变电站，其中，在列车的制动期间，制动中的列车向接触网提供电力，该方法的特征在于：变电站关联到一个用于降低电力消耗的装置，并且在于：方法包括以下步骤：-检测在连接到变电站的区段中的一个区段中存在制动中的列车；-如果检测到在连接到变电站的区段中的一个区段中存在制动中的列车，则中断由变电站向接触网提供的电力；-检测在连接到变电站的各区段中不存在制动中的列车；以及-如果检测到在连接到变电站的各区段中不存在制动中的列车并且如果已中断由变电站提供的电力，则使得电力能够由变电站提供给接触网。本专利技术还涉及一种用于降低铁路系统的电力消耗的系统，该铁路系统包括至少一个接触网、列车以及连接到接触网的区段并向接触网提供电力的至少一个变电站，其中，在列车的制动期间，制动中的列车向接触网提供电力，该系统的特征在于：变电站关联到用于降低电力消耗的一个装置，并且在于：系统包括：-第一检测器，该第一检测器检测在连接到变电站的区段中的一个区段中存在制动中的列车；-中断器，如果检测到在连接到变电站的区段中的一个区段中存在制动中的列车，则该中断器中断由变电站向接触网提供的电力；-第二检测器，该第二检测器检测在连接到变电站的各区段中不存在制动中的列车；以及-如果检测到在连接到变电站的各区段中不存在制动中的列车并且如果已中断由变电站提供的电力，则启用电路以使得电力能够由变电站提供给接触网。由此，当列车在连接到变电站的区段中制动时，变电站不再向接触网施加高电压。因此，降低了制动中的列车的受电弓处的电压，这降低了由于高电压而产生的电流挤压的风险。被注入到接触网的再生能量的量较高，这节省了到机械或变阻器制动器中的制动能量的浪费。根据特定特征，第一检测器通过感测连接到变电站的各区段中的电流并通过检查电流是否沿同一方向流动来检测存在。由此，如果电流沿同一方向流动，则来自第一区段的列车向另一区段中的列车提供电流。制动中的列车需要将电流注入到接触网，并且可以被检测到在制动中。对在变电站附近制动的列车的检测不依赖列车与变电站之间无线通信并且因此是非常鲁棒的，包括在隧道中。变电站可以以完全去中心化的方式独自检测存在制动中的列车。根据特定特征，第一检测器通过感测连接到变电站的一个区段中的电流并通过感测由变电站向接触网提供的电流来检测存在。由此，减少了感测接触网的电流的传感器的数量。简化了保养。根据特定特征，第一检测器通过将当前时间与指示在时间上存在制动中的列车的预定配置资料进行比较来检测存在。由此，系统不需要电流感测，因此限制了由于电流感测而产生的损耗。因为接触网不需要针对安装传感器而被隔离，所以系统的安装容易。在正常运转时，列车根据时间表在铁路线上运行，预定配置资料容易地确定制动时间和位置。根据特定特征，第二检测器通过将从中断由变电站向接触网提供的电力起经过的时间与预定值进行比较来检测不存在。由此，变电站可以在制动时段结束之后开始向加速中或滑行中的列车传送电力。制动时段通常限于几秒或数十秒。因为变电站使得能够向接触网传送电力，所以加速中的列车可以取得足够的加速来维持其时间表。限制了延迟。根据特定特征，第二检测器通过感测接触网到变电站的连接处的电压并将所感测的电压与预定值进行比较来检测不存在。由此，已经中断向接触网提供电力的变电站可以检测加速中的列车何时缺乏电力且其受电弓电压下降。该情形指示电源不足，其可能由于区段中的再生的缺乏而引起，并且变电站可以恢复向接触网传送电力。根据特定特征，第二检测器通过感测连接到变电站的区段中的一个区段中的电流并检查所感测的电流是否低于预定值来检测不存在。由此，已经中断向接触网提供电力的变电站可以检测从一个区段传到另一个区段的电流的流动低。因为变电站已经中断提供电力，所以不是在制动中的列车的位置处的高受电弓电压的原因。因此，低电平的电流仅由制动电力的减少而引起，而不是由由于高压而产生的挤压而引起。因为电流低，所以可能不足以向处于加速或滑行模式的周围列车供应足够的电力。根据特定特征，第二检测器通过将当前时间与指示在时间上存在制动中的列车的预定配置资料进行比较来检测不存在。由此，系统不需要电流或电压感测，因此限制了由于电流感测而产生的损耗。因为接触网不需要针对安装传感器而被隔离，所以系统的安装容易。在正常运转时，列车根据时间表在铁路线上运行，预定配置资料容易地确定制动时间和位置。根据特定特征，第一检测器或第二检测器通过从服务器接收消息来检测不存在或存在。由此，系统不需要电流或电压感测，并且可以在正常和异常情形这两者下动态地适应列车的真实驾驶状态。根据特定特征，第一检测器或第二检测器通过以下处理检测不存在或存在：从连接到变电站连接到的一个区段的多个变电站接收所测量的电流值，并且对于变电站连接到的各区段，计算在区段中由变电站感测的电流值与所接收电流值之间的差。由此，例如可以使用基尔霍夫(Kirchhoff)定律由变电站容易地估计在接触网的给定区段中由列车消耗/注入的电流的和。该瞬间信息可靠，并且覆盖正常和异常情形这两者。此外，即使在变电站仍然向连接到该变电站的区段注入电流时也指示在该区段中制动中的列车的存在。这种情形无法在没有变电站之间的协作的情况下来检测。因此，减少了由于由周围变电站施加的过电压而导致的制动中的列车的电流挤压，这进一步降低了浪费损耗。根据特定特征，第一检测器或第二检测器被包括在服务器中，该服务器从多个变电站接收所测量的电流值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低铁路系统的电力消耗的系统，该铁路系统包括至少一个接触网、列车以及连接到接触网的区段并向所述接触网提供电力的至少一个变电站，其中，在所述列车的制动期间，制动中的列车向所述接触网提供电力，该系统的特征在于：所述变电站关联到一个用于降低所述电力消耗的装置，并且在于：所述系统包括：‑第一检测器，该第一检测器检测在连接到所述变电站的所述区段中的一个区段中存在制动中的列车；‑中断器，如果检测到在连接到所述变电站的所述区段中的一个区段中存在所述制动中的列车，则该中断器中断由所述变电站向所述接触网提供的所述电力；‑第二检测器，该第二检测器检测在连接到所述变电站的各区段中不存在制动中的列车；以及‑用于如果检测到在连接到所述变电站的各区段中不存在制动中的列车并且如果已中断由所述变电站提供的所述电力，则启用电路以使得所述电力能够由所述变电站提供给所述接触网的单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 EP 15187572.11.一种用于降低铁路系统的电力消耗的系统，该铁路系统包括至少一个接触网、列车以及连接到接触网的区段并向所述接触网提供电力的至少一个变电站，其中，在所述列车的制动期间，制动中的列车向所述接触网提供电力，该系统的特征在于：所述变电站关联到一个用于降低所述电力消耗的装置，并且在于：所述系统包括：-第一检测器，该第一检测器检测在连接到所述变电站的所述区段中的一个区段中存在制动中的列车；-中断器，如果检测到在连接到所述变电站的所述区段中的一个区段中存在所述制动中的列车，则该中断器中断由所述变电站向所述接触网提供的所述电力；-第二检测器，该第二检测器检测在连接到所述变电站的各区段中不存在制动中的列车；以及-用于如果检测到在连接到所述变电站的各区段中不存在制动中的列车并且如果已中断由所述变电站提供的所述电力，则启用电路以使得所述电力能够由所述变电站提供给所述接触网的单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一检测器通过感测连接到所述变电站的各区段中的电流并检查所述电流是否沿同一方向流动来检测所述存在。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一检测器通过感测连接到所述变电站的一个区段中的电流并通过感测由所述变电站向所述接触网提供的电流来检测所述存在。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一检测器通过将当前时间与指示在所述时间上存在制动中的列车的预定配置资料进行比较来检测所述存在。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的系统，其特征在于：所述第二检测器通过从中断由所述变电站向所述接触网提供的所述电力起经过的时间与预定值进行比较来检测所述不存在。6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的系统，其特征在于：所述第二检测器通过感测所述接触网到所述变电站的连接处的电压并将所感测的电压与预定值进行比较来检测所述不存在。7.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的系统，其特征在于：所述第二检测器通过感测连接到所述变电站的所述区段中的一个区段中的电流并比较所感测的电流是否低于预定值来检测所述不存在。8.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的系统，其特征在于：所述第二检测器通过将当前时间与指示在所述时间上存在制动中...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·博耶尔，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP