一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，牵引接触网A端连接有高压电器A，高压电器A通过降压变压器A与双向变流器连接；牵引接触网B端连接有高压电器B，高压电器B通过降压变压器B与双向变流器连接；高压电器A、降压变压器A、双向变流器、高压电器B、降压变压器B均与通讯总线通讯连接；通讯总线还连接有储能组件；通信总线连接有多功能站控制器，由交直流电源屏给各设备提供工作所需的电源。可通过模拟量采集端口，采集高压侧的电压、电流信号、通过数字量采集端口，采集工作状态和动作信息。多功能站控制器接收到模拟量和开关量信号，用逻辑编程处理这些信号，形成指令，控制各子系统或部件。控制各子系统或部件。控制各子系统或部件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统


[0001]本技术属于铁路电气化设备
，涉及一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统。

技术介绍

[0002]随着交流机车的大量上线应用，再生制动电能造成的影响已成为牵引供电网的突出问题。交流机车的再生制动电能一部分用于同一供电臂下的其它牵引机车，剩余部分则通过变电站牵引变压器反送回上一级电网。反送电能造成接触网电压波动，且谐波含量大。
[0003]将再生电能加以利用，不仅可以消除或降低其对接触网和上级电网的不利影响，亦有可观的经济效益。
[0004]铁路再生电能利用涉及到电能的融通、调度、储存、释放等诸多方式。为了确保各个子系统设备正常运行，设备间协调一致完成各项既定的功能，并且具有高可靠性。需要上层设备，对个子系统设备进行工作状态监视、数据收集、逻辑协调、统一命令。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，通过DSP+FPGA的结构模式对各个功能设备进行连接通讯，实现数据采集、状态监视、以及指令传输。
[0006]本技术所采用的技术方案是，一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，牵引接触网A端连接有高压电器A，高压电器A通过降压变压器A与双向变流器连接；牵引接触网B端连接有高压电器B，高压电器B通过降压变压器B与双向变流器连接；高压电器A、降压变压器A、双向变流器、高压电器B、降压变压器B均与通讯总线通讯连接；通讯总线还连接有储能组件；通讯总线连接有多功能站控制器，由交直流电源屏给各设备提供工作所需的电源。
[0007]储能组件包括DC/DC变流器和储能舱；DC/DC变流器的高压侧和双向变流器的中间支撑电容相连，低压侧和储能舱相连，储能舱连接通讯总线。
[0008]本技术的特点还在于：
[0009]多功能站控制器包括外部的标准CPCI机箱，标准CPCI机箱底部安装有散热风机，一侧安装电源系统，另一侧带有多个插槽，按由左向右的顺序，依次连接有DSP+FPGA核心控制板、模拟量输入/输出端口、数字量输入/ 输出端口、光纤信号输入/输出端口和多功能通讯接口，均与通讯及供电背板连接。
[0010]模拟量输入/输出端口实时采集牵引接触网A端和牵引接触网B端高压侧的电压、电流信号。
[0011]数字量输入/输出端口实时采集高压电器A和高压电器B的工作状态和动作信息，如隔离开关、断路器、接地开关等。
[0012]数字量输入/输出端口实时采集降压变压器A和降压变压器B的各种开关量，如重
瓦斯、轻瓦斯、压力、油位、超温等信号。
[0013]光纤信号输入/输出端口采集双向变流器的信号。
[0014]多功能通讯接口包括CAN、RS485、以太网接口。
[0015]DSP+FPGA核心控制板接收并处理模拟量输入/输出端口、数字量输入/ 输出端口、光纤信号输入/输出端口和多功能通讯接口采集的信号，将模拟量信号形成网压信号、功率信号、相位信号、能量信号等，数字量信号形成运行条件或操作命令。
[0016]多功能站控制器采用110VDC供电。
[0017]本技术的有益效果是：可通过模拟量采集端口，采集高压侧的电压、电流信号、通过数字量采集端口，采集如隔离开关、断路器、接地开关的工作状态和动作信息，以及各种开关量，如重瓦斯、轻瓦斯、压力、油位、超温等信号。多功能站控制器接收到开关量信号，用逻辑编程处理这些信号，形成开关指令，控制各子系统或部件。
附图说明
[0018]图1是本技术用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统的整体结构示意图；
[0019]图2是本技术多功能站控制器的组成图；
[0020]图3是本技术多功能站控制器的结构示意图。
[0021]图中：1.牵引接触网A端，2.高压电器A，3.降压变压器A，4.双向变流器，5.降压变压器B，6.高压电器B，7.牵引接触网B端，8.DC/DC变流器， 9.储能舱，10.多功能站控制器，11.交直流电源屏，12.通讯总线，13. DSP+FPGA核心控制板，14.模拟量输入/输出端口，15.数字量输入/输出端口， 16.光纤信号输入/输出端口，17.多功能通讯接口，18.电源系统，19.散热风机
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0023]如图1所示，一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，牵引接触网A端1连接有高压电器A2，高压电器A2通过降压变压器A3与双向变流器4连接；牵引接触网B端7连接有高压电器B6，高压电器B6通过降压变压器B5与双向变流器4连接；高压电器A2、降压变压器A3、双向变流器4、高压电器B6、降压变压器B5均与通讯总线12通讯连接；通讯总线12还连接有储能舱9；通讯总线通讯总线12连接有多功能站控制器10，由交直流电源屏11给各设备提供工作所需的电源。
[0024]交直流电源屏11可提供三相380V、单相220V和直流110V供电；
[0025]所述高压电器A2和高压电器B6包括：隔离开关、避雷器、断路器、电压互感器、电流互感器；
[0026]储能组件包括DC/DC变流器8和储能舱9；DC/DC变流器8的高压侧和变流器4的中间支撑电容相连，低压侧和储能舱9相连，储能舱9连接通讯总线通讯总线12。
[0027]电网上富余的再生电能，可以用DC/DC变流器8给储能舱9储存起来，电网上有用电需求时亦可通过DC/DC变流器8和双向变流器4将电能回送网上，起到节能的目的。
[0028]储能组件是一个可完成存储电能和供电的系统，具有能量融通、削峰填谷、调频调
压等功能。可以使太阳能、风能发电平滑输出，减少其随机性、间歇性、波动性给电网和用户带来的冲击；通过谷价时段充电，峰价时段放电可以减少用户的电费支出；在大电网断电时，能够孤岛运行，确保对用户不间断供电。能量融通能使牵引变压器相间负载平衡，提高变压器利用率、降低变压器峰值功率，削峰填谷，降低基本电费。
[0029]高压电器A2和高压电器B6作为系统接入电网的开关设备，降压变压器A3和降压变压器B5和双向变流器4则作为两端电网连接和融通的桥梁，实现再生电能在两个配电网间的相互融通。
[0030]如图2-3所示，多功能站控制器10包括外部的标准CPCI机箱，CPCI 机箱可灵活配置，随意扩展，方便故障排查处理及后期的升级扩展，标准 CPCI机箱底部安装有散热风机19，一侧安装电源系统18，另一侧带有多个插槽，按由左向右的顺序，依次连接有DSP+FPGA核心控制板13、模拟量输入/输出端口14、数字量输入/输出端口15、光纤信号输入/输出端口16和多功能通讯接口17，均与通讯及供电背板连接。
[0031]多功能站控制器10通过通讯总12实现与各个功能设备的连接通讯，实现数据采集、状态监视、以及指令传输。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，其特征在于，牵引接触网A端(1)连接有高压电器A(2)，高压电器A(2)通过降压变压器A(3)与双向变流器(4)连接；牵引接触网B端(7)连接有高压电器B(6)，高压电器B(6)通过降压变压器B(5)与双向变流器(4)连接；所述高压电器A(2)、降压变压器A(3)、双向变流器(4)、高压电器B(6)、降压变压器B(5)均与通讯总线(12)通讯连接；所述通讯总线(12)还连接有储能组件；通讯总线(12)连接有多功能站控制器(10)，由交直流电源屏(11)给各设备提供工作所需的电源。2.根据权利要求1所述的一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，其特征在于，所述储能组件包括DC/DC变流器(8)和储能舱(9)；所述DC/DC变流器(8)的高压侧和双向变流器(4)的中间支撑电容相连，低压侧和储能舱(9)相连，储能舱(9)连接通讯总线(12)。3.根据权利要求1所述的一种用于铁路再生电能利用的多功能站控制器系统，其特征在于，所述多功能站控制器(10)包括外部的标准CPCI机箱，标准CPCI机箱底部安装有散热风机(19)，一侧安装电源系统(18)，另一侧带有多个插槽，按由左向右的顺序，依次连接有DSP+FPGA核心控制板(13)、模拟量输入/输出端口(14)、数字量输入/输出端口(15)、光纤信号输入/输出端口(16)和多功能通讯接口(17)，均与通讯及供电背板连接。4.根据权利要求3所述的一种用于铁路再生电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昱，曹世华，何政，邓西川，黄兆勋，
申请(专利权)人：福开尔西安电气有限公司，
类型：新型
国别省市：