超级电容储能再生系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种超级电容储能再生系统及控制方法。超级电容储能再生系统包括储能再生装置，储能再生装置包括直流开关柜、联络柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜；所述直流开关柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜依次连接；所述控制柜用于产生控制直流开关柜的合闸允许指令，联络柜与控制柜的正负极输入连接；进一步储能再生装置设有两个，每个储能再生装置的储能容量被配置为P/2，其中，P为功率；两个储能再生装置内的联络柜相互连接，用于装置间的级联运营。本发明专利技术能够在不同的应用工况下实现再生制动能量的回收，通用性强，有效提高了超级电容储能再生系统的使用寿命，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
超级电容储能再生系统及控制方法
本专利技术属于储能
，尤其涉及一种超级电容储能再生系统及控制方法。
技术介绍
目前，在24小时运营的地铁线路中，牵引变电所的设计会采用主备变电所的设计方式。主变电所供电系统现有运营正常时，使用主变电所。当主变电所存在故障时，主变电所停运检修，备用变电所进行供电运营。在此类供电系统中，如果安装回收再生制动能量时，在主备变电所都安装满容量的储能型再生装置，会造成变电所设计建造成本高的问题，同时由于备用变电所长年处于闲置状态，储能型再生装置的储能单元寿命会大幅衰减。以超级电容型再生装置为例，安装于备用变电所超过4年不用，储能单元超级电容模组的寿命就终止了。因此在主备变电所应用传统的再生装置，会有建设成本高、设备闲置率高的问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述地铁线路中超级电容储能再生系统存在的技术问题，提出一种结构简单、建设成本低的、可主备冗余的超级电容储能再生系统及控制方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超级电容储能再生系统，包括储能再生装置，所述储能再生装置进一步包括直流开关柜、联络柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜；所述直流开关柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜依次连接；所述联络柜与控制柜的正负极输入连接；所述控制柜，用于产生控制直流开关柜的合闸允许指令。优选的是，所述储能再生装置设有两个，每个储能再生装置的储能容量被配置为P/2，其中，P为功率，且每个储能再生装置与一个牵引变电所连接；两个储能再生装置内的联络柜相互连接，用于实现两个储能再生装置间的级联运营。优选的是，所述控制柜上设置三位置转换旋钮，用于识别工作模式，所述工作模式包括本地工作模式和主备级联工作模式。优选的是，所述三位置转换旋钮包括0位、Ⅰ位、Ⅱ位，当三位置转换旋钮处于0位时，所述储能再生装置工作于本地工作模式；当三位置转换旋钮处于Ⅰ位或Ⅱ位时，所述储能再生装置工作于主备级联工作模式。优选的是，所述本地工作模式为传统工作模式，即为只投运一个牵引变电所及与其连接的储能再生装置，所述主备级联工作模式为只投运一个牵引变电所，所述两个储能再生装置通过联络柜进行级联运营。优选的是，所述主备级联工作模式中，投运的牵引变电所为主变电所，待机/检修的牵引变电所为备变电所；主变电所连接的储能再生装置为主所储能再生装置，备变电所连接的储能再生装置为备所储能再生装置。优选的是，主所储能再生装置控制柜设定为主工作模式，所述备所储能再生装置控制柜设定为从工作模式。优选的是，所述联络柜内设置有一台常开的双极电动隔离开关，与控制柜的正负极输入连接，所述双极电动隔离开关具有可见分断点。本专利技术还提供一种超级电容储能再生系统控制方法，所述联络柜内设置有一台常开的双极电动隔离开关，与控制柜的正负极输入连接，包括：所述超级电容储能再生系统工作在本地工作模式时，投运的牵引变电所连接的储能再生装置控制柜检测到三位置转换旋钮处于0位，且自检联络柜内双极电动隔离开关处于分位后，发送合闸允许指令给直流开关柜，所述直流开关柜同时收到操作人员的合闸指令和合闸允许指令后合闸送电，所述控制柜正负极得电后，进行再生制动能量的回收。优选的是，所述超级电容储能再生系统工作在主备级联工作模式时，默认投运的牵引变电所为主变电所，与其连接的储能再生装置为主所储能再生装置，主所储能再生装置包括主所联络柜、主所控制柜、主所直流开关柜；默认待机/检修的牵引变电所为备变电所，与其连接的储能再生装置为备所储能再生装置，备所储能再生装置包括备所联络柜、备所控制柜、备所直流开关柜；主所控制柜设定为主工作模式，其三位置转换旋钮处于Ⅰ位；所述备所控制柜设定为从工作模式，其三位置转换旋钮处于Ⅱ位。优选的是，在主备级联工作模式时，进行再生制动能量回收的步骤为：S1、备所控制柜检测到三位置转换旋钮处于Ⅱ位后，自检主所联络柜内双极电动隔离开关处于合位、备所联络柜内双极电动隔离开关处于合位且备所直流开关柜处于分位后，发送合闸允许信号给主所控制柜，同时将备所直流开关柜的合闸允许信号失效；S2、主所控制柜检测到三位置转换旋钮处于Ⅰ位后，自检主所联络柜内双极电动隔离开关处于合位、备所联络柜内双极电动隔离开关处于合位、备所直流开关柜处于分位后，检测备所控制柜的合闸允许信号；确认收到该信号后，发送合闸允许指令给主所直流开关柜；S3、主所直流开关柜同时收到操作人员的合闸指令和主所控制柜的合闸允许指令后合闸送电；S4、主所控制柜正负极得电后，主所储能再生装置进行再生制动能量的回收，备所控制柜通过两台联络柜内双极电动隔离开关得电后，备所储能型再生装置也进行再生制动能量的回收。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术系统结构简单、通用性强，通过设置联络柜，并利用其互锁功能，使其既可工作于传统工作模式，又可以工作于主备级联模式，实现不同的应用工况。2、本专利技术系统工作在主备级联模式时，主变电所故障退出运营备用变电所运营后，主所储能再生装置与备所储能再生装置能通过联络柜实现级联运营，满足满功率P的运行，提高备所储能再生装置的寿命。3、本专利技术联络柜内设置具有可见分断点的双极电动隔离开关，且配置观察窗，在进行主/备所储能再生装置检修时，只需确认自身内双极电动隔离开关断开且直流开关柜断开即可，不需要到冗余变电所内确认，简单方便且安全。附图说明图1为现有技术中超级电筒储能再生系统结构示意图；图2为本专利技术超级电容储能再生系统结构示意图。图中，1：储能再生装置。具体实施方式以下，结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的描述。本专利技术提供一种超级电容储能再生系统，示例性的，本实施例以地铁线±375V供电制度为例进行说明。超级电容储能再生系统，与牵引变电所连接，包括储能再生装置，参考图2，储能再生装置1包括直流开关柜、联络柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜；直流开关柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜依次连接；联络柜与控制柜的正负极输入连接；控制柜，用于产生控制直流开关柜的合闸允许指令。该储能再生装置1与牵引变电所连接，可实现再生制动能量的回收。进一步的，继续参考图2，储能再生装置1设有两个，每个储能再生装置1的储能容量被配置为P/2，其中，P为功率，且每个储能再生装置1与一个牵引变电所连接；两个储能再生装置1内的联络柜相互连接，用于实现两个储能再生装置间的级联运营。联络柜内设置有一台常开的双极电动隔离开关，与控制柜的正负极输入连接，双极电动隔离开关具有可见分断点，并在联络柜上配置观察窗，便于在检修储能再生装置时，对双极电动隔离开关的开关状态进行观察。进一步的，控制柜上设置三位置转换旋钮，包括0位、Ⅰ位、Ⅱ位，用于识别工作模式，工作模式包括本地工作模式和主备级联工作模式。通过模式的设定进而实现超级电容储能再生系统的不同应用工况。具体的，本地工作模式为传统工作模式，即为只投运一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超级电容储能再生系统，与牵引变电所连接，其特征在于：包括储能再生装置，所述储能再生装置进一步包括直流开关柜、联络柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜；所述直流开关柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜依次连接；所述联络柜与控制柜的正负极输入连接；所述控制柜用于产生控制直流开关柜的合闸允许指令。/n

【技术特征摘要】
1.超级电容储能再生系统，与牵引变电所连接，其特征在于：包括储能再生装置，所述储能再生装置进一步包括直流开关柜、联络柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜；所述直流开关柜、控制柜、斩波柜机组以及超级电容柜依次连接；所述联络柜与控制柜的正负极输入连接；所述控制柜用于产生控制直流开关柜的合闸允许指令。


2.如权利要求1所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述储能再生装置设有两个，每个储能再生装置的储能容量被配置为P/2，其中，P为功率，且每个储能再生装置与一个牵引变电所连接；两个储能再生装置内的联络柜相互连接，用于实现两个储能再生装置间的级联运营。


3.如权利要求2所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述控制柜上设置三位置转换旋钮，用于识别工作模式，所述工作模式包括本地工作模式和主备级联工作模式。


4.如权利要求3所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述三位置转换旋钮包括0位、Ⅰ位、Ⅱ位；当三位置转换旋钮处于0位时，所述储能再生装置工作于本地工作模式；当三位置转换旋钮处于Ⅰ位或Ⅱ位时，所述储能再生装置工作于主备级联工作模式。


5.如权利要求3所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述本地工作模式为传统工作模式，即为只投运一个牵引变电所及与其连接的储能再生装置，所述主备级联工作模式为只投运一个牵引变电所，所述两个储能再生装置通过联络柜进行级联运营。


6.如权利要求5所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述主备级联工作模式中，投运的牵引变电所为主变电所，待机/检修的牵引变电所为备变电所；主变电所连接的储能再生装置为主所储能再生装置，备变电所连接的储能再生装置为备所储能再生装置。


7.如权利要求6所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：主所储能再生装置控制柜设定为主工作模式，所述备所储能再生装置控制柜设定为从工作模式。


8.如权利要求1-7任一项所述的超级电容储能再生系统，其特征在于：所述联络柜内设置有一台常开的双极电动隔离开关，双极电动隔离开关与控制柜的正负极输入连接，所述双极电动隔离开关具有可见分断点。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张国红，钟龙，王通，任晓辉，杨宇，于爽，杨现仃，杨阳，张喜茂，许立志，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37