一种轨道交通的再生能利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种轨道交通的再生能利用系统，该系统设置在牵引网与400V低压母线之间，包括再生能控制开关、过电压抑制装置、直流斩波装置、储能装置和有源滤波装置；再生能控制开关一侧连接牵引网，另一侧通过过电压抑制装置与直流斩波装置连接，直流斩波装置的输出通过储能装置与有源滤波装置连接，有源滤波装置输出到400V低压母线。有益效果是，通过接触网侧直流斩波装置和低压母线侧有源滤波装置间的协同控制，使制动回馈能量波形由间断冲击转变为平滑持续，降低了再生能利用系统中的储能环节容量需求，提高了能量回馈效率及能源利用率，减小了再生能利用系统对储能装置的依赖和系统整体投资，提高了列车制动能量的利用效率。

A Regenerative Energy Utilization System for Rail Transit

The utility model discloses a renewable energy utilization system for rail transit, which is set between the traction network and 400V low voltage bus, including a renewable energy control switch, an overvoltage suppression device, a direct current chopper device, an energy storage device and an active filter device; one side of the renewable energy control switch is connected to the traction network, and the other side is connected to the direct current chopper device through an overvoltage suppression device. The output of the current chopper device is connected with the active filter device through the energy storage device, and the active filter device is output to 400 V low voltage bus. The beneficial effect is that through the cooperative control between the DC chopper at the catenary side and the active filter at the low voltage bus side, the brake feedback energy waveform is changed from intermittent impact to smooth and continuous, the capacity requirement of the energy storage link in the renewable energy utilization system is reduced, the energy feedback efficiency and the energy utilization ratio are improved, and the dependence and system of the renewable energy utilization system on the energy storage device are reduced. The overall investment improves the utilization efficiency of train braking energy.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通的再生能利用系统
本技术涉及轨道交通的电源供应
，特别涉及一种应用于轨道交通的再生能利用系统。
技术介绍
轨道交通具有列车行驶密度大、站间距小、起停频繁等特点，制动方式多以电气制动为主，并辅之以空气制动。传统的列车多采用电阻制动方式，即，制动电阻安装在车辆底部或集中设置于车站牵引变电所中，通过电阻发热消耗列车制动能量。近年来，随着科技进步及能源节约意识不断增强，有效利用列车再生制动能量进而减少运营用电量已逐渐被广泛应用，因此，如何对再生制动能量进行吸收、存储和充分利用具有重要意义。目前，新型轨道交通系统再生能利用方式，包括储能型和回馈型，分别通过能量存储和逆变回馈对列车再生制动能量进行二次利用。虽然国内已有多条线路安装再生能装置并投入使用，但受储能装置或储能环节限制，仍存在功率等级低、使用寿命短、设备成本高等问题；同时，低压系统APF功能单一，综合利用率低。为解决再生能利用过程中由储能环节导致的诸多不利影响，急需开发一种能够对储能装置依赖性较低的再生能利用系统，提高供电系统内设备的适用性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种能够对轨道交通的再生能量有效利用的系统。本技术所采用的技术方案是，一种轨道交通的再生能利用系统，该系统设置在牵引网P与400V低压母线PB之间，包括，再生能控制开关K1、过电压抑制装置RC、直流斩波装置DC-DC、储能装置ES和有源滤波装置APF1、APF2；所述再生能控制开关K1一侧连接牵引网P，另一侧通过过电压抑制装置RC与直流斩波装置DC-DC连接，直流斩波装置DC-DC的输出通过储能装置ES与有源滤波装置APF1、APF2连接，所述有源滤波装置APF1、APF2输出到400V低压母线PB。还包括有设置在所述有源滤波装置APF1、APF2与400V低压母线PB之间的隔离开关KM1、KM2，在该系统待机工作时，系统与400V低压母线PB之间有效隔离。所述过电压抑制装置RC设置在进线处的牵引网P与直流斩波装置DC-DC之间，包括电阻R和电容C，再生能控制开关K1在通断过程中抑制过电压、过电流。所述再生能控制开关K1中配置有网压监测装置VM。本技术的有益效果是，通过接触网侧直流斩波装置和低压母线侧有源滤波装置间的协同控制，使制动回馈能量波形由间断冲击转变为平滑持续，降低了再生能利用系统中的储能环节容量需求，提高了能量回馈效率及能源利用率，充分利用低压系统有源滤波器,充分利用既有设备，降低了设备成本，减小了再生能利用系统对储能装置的依赖和系统整体投资，提高了列车制动能量的利用效率。附图说明图1是本技术再生能利用系统构成示意图；图2是本技术能量波形变化示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：如图1所示，本技术应用于轨道交通的再生能利用系统，该系统设置在牵引网P与400V低压母线PB之间，包括，再生能控制开关K1、过电压抑制装置RC、直流斩波装置DC-DC、储能装置ES、有源滤波装置APF1、APF2和设置在所述有源滤波装置APF1、APF2与400V低压母线PB之间的隔离开关KM1、KM2；所述再生能控制开关K1通过过电压抑制装置RC与直流斩波装置DC-DC连接，直流斩波装置DC-DC的输出通过储能装置ES与有源滤波装置APF1、APF2连接，所述有源滤波装置APF1、APF2输出到400V低压母线PB；所述隔离开关KM1、KM2在该系统待机工作时，系统与400V低压母线PB之间有效隔离。所述过电压抑制装置RC设置在进线处的接触线与直流斩波装置DC-DC之间，包括电阻R和电容C在中性区的过电压抑制装置，抑制再生能控制开关K1在切换过程中抑制过电压、过电流。所述再生能控制开关K1中配置有网压监测装置VM，将再生能控制开关与网压监测装置结合设置，实时监测接触网电压值，当测量值满足启动电压设置值时，采用滞回方式控制系统运行。当网压监测装置测量值高于再生能利用系统启动电压设置值时，触发再生能控制开关K1接通，再生能利用系统投入运行。通过直流斩波装置进行DC-DC变换，经中间储能环节后由APF内开关管进行DC-AC变换，与车站内400V低压供电母线连接，为再生制动能量利用提供通路。车站内400V低压供电馈线设置有源滤波装置APF，可滤除谐波并兼顾无功补偿功能，与直流斩波装置进行协同控制，使制动回馈能量波形由间断冲击转变为平滑持续，如图2所示，提高能量转换效率，减少中间储能环节能量存储。当网压检测装置测量值低于再生能利用系统关断电压设置值时，再生能控制开关K1断开，再生能利用系统退出运行。再生能利用系统的启动电压和关断电压应采用滞回比较方式进行设置，为避免系统处于频繁通断状态合理设置窗口电压值。本技术所述技术方案仅对交流网中的单相进行说明，实际运用时，对其他两相交流电仍需进行所述储能装置（ES）前的相应处理（包括储能装置本体）。本技术通过接触网侧直流斩波装置和低压母线侧有源滤波装置间的协同控制，使制动回馈能量波形由间断冲击转变为平滑持续，降低了再生能利用系统中的储能环节容量需求，提高了能量回馈效率及能源利用率，充分利用低压系统有源滤波器,充分利用既有设备，降低了设备成本，减小了再生能利用系统对储能装置的依赖和系统整体投资，提高了列车制动能量的利用效率。值得指出的是，本技术的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本技术的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本技术的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通的再生能利用系统，其特征在于，该系统设置在牵引网（P）与400V低压母线（PB）之间，包括，再生能控制开关（K1）、过电压抑制装置（RC）、直流斩波装置（DC‑DC）、储能装置（ES）和有源滤波装置（APF1、APF2）；所述再生能控制开关（K1）一侧连接牵引网（P），另一侧通过过电压抑制装置（RC）与直流斩波装置（DC‑DC）连接，直流斩波装置（DC‑DC）的输出通过储能装置（ES）与有源滤波装置（APF1、APF2）连接，所述有源滤波装置（APF1、APF2）输出到400V低压母线（PB）。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通的再生能利用系统，其特征在于，该系统设置在牵引网（P）与400V低压母线（PB）之间，包括，再生能控制开关（K1）、过电压抑制装置（RC）、直流斩波装置（DC-DC）、储能装置（ES）和有源滤波装置（APF1、APF2）；所述再生能控制开关（K1）一侧连接牵引网（P），另一侧通过过电压抑制装置（RC）与直流斩波装置（DC-DC）连接，直流斩波装置（DC-DC）的输出通过储能装置（ES）与有源滤波装置（APF1、APF2）连接，所述有源滤波装置（APF1、APF2）输出到400V低压母线（PB）。2.根据权利要求1所述的轨道交通的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嘉琛，董志杰，杨振龙，邢晓乾，张喜海，刘聪，胡斌，吴越，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12