本发明专利技术涉及一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，该方法包括以下步骤：1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器；2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断，如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式，如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式，如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式，如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。与现有技术相比，本发明专利技术从城市轨道交通系统全局节能和车辆全工况出发，具有提高车载储能系统的利用率，实现轨道交通系统的最大化节能的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城轨交通节能领域，尤其是涉及ー种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法。
技术介绍
目前，储能技术在城市轨道交通节能领域的应用已成为研究的热点，根据储能系统的位置不同可分为车载储能系统和地面储能系统。车载超级电容储能系统以其良好的技术经济型，正逐渐受到国内外专家、学者的研究青睐。通过将车载储能系统作为轨道交通车辆和直流牵引网之间的ー个能量缓冲系统，不但可以保证城轨车辆再生制动的顺利进行，同时可有效地改善直流网压的相对稳定性，提高供电质量，从而实现节能减排。 在现有的车载储能系统控制策略中，储能系统仅工作在车辆启动和制动两个エ况阶段，当车辆启动时开始释放能量，能量释放完毕后进入待机状态，等待车辆制动时，储能系统开始吸收不能被相邻车辆利用的再生制动能量。因此，该控制策略仅服务于单车节能，没有充分地利用车载储能系统。城市轨道交通节能减排的本质是整个城市轨道交通系统全局的耗能减小，即牵引变电站侧提供的总能耗减小，而非仅仅是某辆单车的能耗减小。因此，制定服务于轨道交通系统全局节能的车载储能系统控制策略是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高车载储能系统的利用率，实现轨道交通系统的最大化节能的用于城轨交通车载超级电容储能系统的 控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现ー种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤1)车辆控制単元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器；2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断，如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式，如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式，如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式，如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。所述的牵引模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号和速度信号，并进行判断如果网压值U低于电压最小值Umin，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U高于电压最小值Umin并低于牵弓I电压门限值U1，说明网压偏低，此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，保证储能系统释放的能量不超过本身车辆所需的能量，当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOCmin时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于电压上限值uup，说明有相邻车辆正进行再生制动，再生制动能量不能被其他车辆全部吸收，此时储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，储能系统开始从直流电网吸收能量，当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOCmax时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于牵引电压门限值U1并低于电压上限值uup，则判断车辆速度信号，当车辆速度值V低于恒功率拐点对应的速度值V1时，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，当车辆速度值V超过恒功率拐点对应的速度值V1时，储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，待能量释放完毕，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，使储能系统进入待机状态。所述的惰行模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号，并进行判断如果网压值U低于电压最小值Umin，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U大于电压最小值Umin，此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制吸收能量信号，当超级电容的电压提升至情行电压门限值Utl时，发出待机信号，使储能系统进入待机状态。 所述的制动模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号，并进行判断如果网压值U低于电压最小值Umin，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U高于电压最大值umax，储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，将网压值U稳定在电压最大值Umax ；当网压值U低于电压最大值Umax或超级电容的荷电状态值SOC超过最高荷电状态值SOCmax时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态。所述的站内停车模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号，并进行判断如果网压值U低于电压最小值Umin，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U高于电压最小值Umin并低于第一停车电压门限值U2，储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOCmin时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于第二停车电压门限值U3，储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，储能系统开始从直流电网吸收能量，当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOCmax时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态。与现有技术相比，本专利技术不仅注重车辆本身的节能，还从轨道交通系统全局节能的角度出发，使车载储能系统工作在车辆全部的エ况下，从而提高车载储能系统的利用率，实现轨道交通系统的最大化节能。附图说明图I为本专利技术的控制示意图；图2为本专利技术的流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例本专利技术基于城轨车辆车载超级电容储能系统，针对城轨交通车辆存在的牵引、惰行、制动、站内停车四个エ况，制定了轨道交通车辆全エ况下的车载储能系统控制方法，实现轨道交通系统全局的节能。本专利技术涉及用于解决能量收放时机问题的状态辨识，以及用于直接控制储能系统中功率变换装置的能量收放控制方法。状态辨识中包括信号检测和控制流程图判断。其中，控制流程图具有不同的分支，是控制策略的核心。检测信号包括车辆受电弓处直流网压信号、车辆控制単元(VCU)中的车辆状态信号(牵引、惰行、制动、停车)、储能系统荷电状态(SOC)信号。首先、根据VCU中的状态信号，选择进入控制流程图不同的分支中。其次，结合车辆受电弓处直流网压信号及SOC信号，通过控制流程图判断处理，确定储能系统是否进入释放能量状态、吸收能量状态、保持待机状态或与车辆电气脱离，并选择相应的控制方法。能量收放控制方法包括功率控制、电压控制、待机控制、脱机控制。功率控制是用于储能系统释放能量时保证储能系统的存储能量仅仅流向装有该储能系统的车辆本身而不流向牵引供电网。电压控制是用于供电网电压偏高时储能系统从电网吸收能量，以及车辆再生制动时吸收不能被其他车辆利用的剰余再生制动能量，从而使供电网电压保持在相对稳定状态。待机控制是用于保持储能系统能量水平不变，井能随时进入收放能量状态。脱机控制是用于电网发生故障时使储能系统与车辆电气脱离并关机。 如图I所示，给出了车载储能系统、列车、牵引供电网三者之间的能量交互传递过程，同时给出了储能系统控制策略的组成。实时检测受电弓处网压信号、车辆控制単元(VCU)信号、储能系统SOC信号，经过控制流程图进行判断处理后，选择采取电压控制、功率控制、待机控制、脱机控制使储能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器；2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断，如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式，如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式，如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式，如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。
【技术特征摘要】
1.一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器； 2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断，如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式，如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式，如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式，如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。2.根据权利要求I所述的一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，其特征在于，所述的牵引模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号和速度信号，并进行判断 如果网压值U低于电压最小值Umin，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机； 如果网压值U高于电压最小值Umin并低于牵弓I电压门限值U1，说明网压偏低，此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，保证储能系统释放的能量不超过本身车辆所需的能量，当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOCmin时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态； 如果网压值U高于电压上限值Uup，说明有相邻车辆正进行再生制动，再生制动能量不能被其他车辆全部吸收，此时储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，储能系统开始从直流电网吸收能量，当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOCfflax时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态； 如果网压值U高于牵引电压门限值U1并低于电压上限值uup，则判断车辆速度信号，当车辆速度值V低于恒功率拐点对应的速度值V1时，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，当车辆速度值V超过恒功率拐点对应的速度值V1时，储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，待能量释放完毕，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，使储能系统进入待机状态。3.根据权利要求I所述的一种用于城轨交通车载超级电容储能系统的控制方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈小军，陈胜，张翼，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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