轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取轨道交通供电变电站中直流母线的电压；当直流母线的电压高于充电阈值，且储能系统的电压低于储能最高电压时，储能系统切换至第一充电状态进行恒流或恒功率充电，当储能系统的电压达到储能最高电压时，储能系统切换至第二充电状态进行恒压充电直至储能系统达到预设饱和状态时停止充电，本发明专利技术实施例在储能系统的电压达到储能最高电压或储能最低电压时，还能进行恒压充电和放电，增加再生制动过程中吸收的能量，使充放电程度更科学、更准确，提高储能系统节能率。统节能率。统节能率。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及轨道交通储能系统
，尤其涉及轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]城市轨道交通是城市公共交通系统的重要组成部分，具有运力大、速度快、准点率高、占地面积小、污染低等特点，可满足城区与郊区之间的大规模出行需求。随着城市轨道交通网络建设的加快，系统运行能耗快速增长，导致运营成本快速上升，降低城市轨道交通系统能耗势在必行。
[0003]储能回收是在城轨列车电制动时，通过储能系统中的储能元件将剩余制动能量储存起来的一种方式。储能元件可以安装在列车上或牵引变电站中。当城轨列车启动或加速导致直流牵引网的母线电压突然下降时，储能元件可以释放之前储存的能量，避免直流牵引电压下降对列车运行造成不利影响网络；城轨列车制动时，直流牵引网母线电压升高，储能元件可吸收制动能量，防止因直流牵引网母线电压升高过高而损坏列车或其他设备。
[0004]然而，现阶段储能系统的控制面临诸多问题，其中最基本的问题之一就是没有针对储能器件本身特性对控制策略进行优化。由于轨道交通储能技术的应用和发展主要得益于储能技术在电动汽车和新能源发电领域的应用成果，目前轨道交通普遍采用其他领域应用成熟的储能控制系统。其中目前城轨交通超级电容地面储能系统的控制策略一般都采用固定的充放电阈值或者基于某些优化目标实现能量管理和控制，根据直流母线电压的变化判断充电、待机、放电和禁止等工作状态。这些控制策略大多只考虑牵引网和运营方面的影响，没有特定针对储能元件本身的特性在控制策略方面进行特定的优化，节能率较低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术节能率较低的技术问题。
[0006]本专利技术提出的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例第一方面提供一种轨道交通储能系统的控制方法，包括：获取轨道交通供电变电站中直流母线的电压；当直流母线的电压高于充电阈值，且储能系统的电压低于储能最高电压时，储能系统切换至第一充电状态进行恒流或恒功率充电，在第一充电状态下，储能系统的电压跟随时间上升，当储能系统的电压达到储能最高电压时，储能系统切换至第二充电状态进行恒压充电直至储能系统达到预设饱和状态时停止充电；和/或，当直流母线的电压低于放电阈值，且储能系统的电压高于储能最低电压时，储能系统切换至第一放电状态进行恒流或恒功率放电，在第一放电状态下，储能系统的电压跟随时间下降，当储能系统的电压达到储能最低电压时，储能系统切换至恒压放电状态进行恒压放电直至储能系统达到预设截止状态时停止放电。
[0008]可选地，轨道交通储能系统的控制方法还包括：获取储能系统的三支路等效模型
的充放电量化参数；根据所述充放电量化参数确定储能系统是否达到所述预设饱和状态或所述预设截止状态。
[0009]可选地，所述三支路等效模型包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路包括串接的第一电容和第一电阻，所述第二支路包括串接的第二电容和第二电阻，所述第三支路包括串接的第三电容和第三电阻，所述第一支路的时间常数小于所述第二支路的时间常数，所述第二支路的时间常数小于所述第三支路的时间常数，所述第一电容的容值大于所述第二电容的容值，所述第二电容的容值大于所述第三电容的容值，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值，所述第二电阻的阻值小于所述第三电阻的阻值。
[0010]可选地，所述充放电量化参数包括所述第二电容的实时电压。
[0011]可选地，所述预设饱和状态的确定步骤为：计算所述第二电容的实时电压和所述第二电容的额定电压的比值；若所述第二电容的实时电压和所述第二电容的额定电压的比值等于或大于第一阈值，则储能系统达到所述预设饱和状态。
[0012]可选地，所述预设截止状态的确定步骤为：计算所述第二电容的实时电压和所述第二电容的额定电压的比值；若所述第二电容的实时电压和所述第二电容的额定电压的比值等于或小于第二阈值，则储能系统达到所述预设截止状态。
[0013]可选地，轨道交通储能系统的控制方法还包括：当直流母线的电压低于所述充电阈值且高于所述放电阈值时，储能系统进行保持状态，储能系统在所述保持状态下不充电且不放电。
[0014]本专利技术实施例第二方面提供一种轨道交通储能系统的控制装置，包括：电压获取模块，用于获取轨道交通供电变电站中直流母线的电压；充电控制模块，用于当直流母线的电压高于充电阈值，且储能系统的电压低于储能最高电压时，储能系统切换至第一充电状态进行恒流或恒功率充电，在第一充电状态下，储能系统的电压跟随时间上升，当储能系统的电压达到储能最高电压时，储能系统切换至第二充电状态进行恒压充电直至储能系统达到预设饱和状态时停止充电；和/或，放电控制模块，用于当直流母线的电压低于放电阈值，且储能系统的电压高于储能最低电压时，储能系统切换至第一放电状态进行恒流或恒功率放电，在第一放电状态下，储能系统的电压跟随时间下降，当储能系统的电压达到储能最低电压时，储能系统切换至恒压放电状态进行恒压放电直至储能系统达到预设截止状态时停止放电。
[0015]本专利技术实施例第三方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的轨道交通储能系统的控制方法。
[0016]本专利技术实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的轨道交通储能系统的控制方法。
[0017]从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：
[0018]本专利技术实施例提供的一种轨道交通储能系统的控制方法、装置、设备及存储介质，通过获取轨道交通供电变电站中直流母线的电压；当直流母线的电压高于充电阈值，且储
能系统的电压低于储能最高电压时，储能系统切换至第一充电状态进行恒流或恒功率充电，在第一充电状态下，储能系统的电压跟随时间上升，当储能系统的电压达到储能最高电压时，储能系统切换至第二充电状态进行恒压充电直至储能系统达到预设饱和状态时停止充电；和/或，当直流母线的电压低于放电阈值，且储能系统的电压高于储能最低电压时，储能系统切换至第一放电状态进行恒流或恒功率放电，在第一放电状态下，储能系统的电压跟随时间下降，当储能系统的电压达到储能最低电压时，储能系统切换至恒压放电状态进行恒压放电直至储能系统达到预设截止状态时停止放电，在储能系统的电压达到储能最高电压或储能最低电压时，还能进行恒压充电和放电，增加再生制动过程中吸收的能量，使充放电程度更科学、更准确，提高储能系统节能率。
附图说明
[0019]为了更清楚地表达说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通储能系统的控制方法，其特征在于，包括：获取轨道交通供电变电站中直流母线的电压；当直流母线的电压高于充电阈值，且储能系统的电压低于储能最高电压时，储能系统切换至第一充电状态进行恒流或恒功率充电，在第一充电状态下，储能系统的电压跟随时间上升，当储能系统的电压达到储能最高电压时，储能系统切换至第二充电状态进行恒压充电直至储能系统达到预设饱和状态时停止充电；和/或，当直流母线的电压低于放电阈值，且储能系统的电压高于储能最低电压时，储能系统切换至第一放电状态进行恒流或恒功率放电，在第一放电状态下，储能系统的电压跟随时间下降，当储能系统的电压达到储能最低电压时，储能系统切换至恒压放电状态进行恒压放电直至储能系统达到预设截止状态时停止放电。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通储能系统的控制方法，其特征在于，还包括：获取储能系统的三支路等效模型的充放电量化参数；根据所述充放电量化参数确定储能系统是否达到所述预设饱和状态或所述预设截止状态。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通储能系统的控制方法，其特征在于，所述三支路等效模型包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路包括串接的第一电容和第一电阻，所述第二支路包括串接的第二电容和第二电阻，所述第三支路包括串接的第三电容和第三电阻，所述第一支路的时间常数小于所述第二支路的时间常数，所述第二支路的时间常数小于所述第三支路的时间常数，所述第一电容的容值大于所述第二电容的容值，所述第二电容的容值大于所述第三电容的容值，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值，所述第二电阻的阻值小于所述第三电阻的阻值。4.根据权利要求2所述的一种轨道交通储能系统的控制方法，其特征在于，所述充放电量化参数包括所述第二电容的实时电压。5.根据权利要求4所述的一种轨道交通储能系统的控制方法，其特征在于，所述预设饱和状态的确定步骤为：计算所述第二电容的实时电压和所述第二电容的额定电压的比值；若所述第二电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭浩诚，杨中平，林飞，钟志宏，孙湖，方晓春，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：