一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，主要包括整流機組、直流進線及其電流傳感器，直流饋線及其電流傳感器、測試電阻及其電流傳感器。電流傳感器的輸出端與辨識單元連接。當直流進線傳感器檢測到電流為零且測試電阻電流傳感器檢測到電流不為零時，辨識單元輸出指令使儲能裝置工作在充電狀態(tài)，或使地面逆變裝置工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)；當直流進線電流傳感器檢測到電流大于零時，辨識單元使地面儲能裝置工作在放電狀態(tài)，或使地面逆變裝置停止工作。本發(fā)明技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，效果顯著。
【專利說明】一種直流牽弓I系統(tǒng)電能反饋辨識裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，特別涉及地鐵與城市軌道交通的直流牽引系統(tǒng)電能反饋到變電所的辨識技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著電機調(diào)速技術(shù)和電力電子器件制造技術(shù)的發(fā)展和成熟，再生制動技術(shù)在城市軌道電力牽引系統(tǒng)中的應用逐漸普遍。城市軌道牽引供電系統(tǒng)采用直流制，稱為直流牽引系統(tǒng)，其變電所采用12脈波/24脈波不可控二極管整流，當列車再生制動電能不能完全被臨近處于牽引工況的列車吸收時，剩余電能應當被很好地再利用，實現(xiàn)節(jié)能減排，貫徹基本國策。
[0003]在直流牽引系統(tǒng)中，列車再生制動的電能再利用裝置分為兩種:一種是地面儲能裝置，一種是地面逆變裝置。現(xiàn)行地面儲能裝置或地面逆變裝置的工作策略是檢測直流牽引網(wǎng)電壓，當牽引網(wǎng)電壓高于設定閾值時，使地面儲能裝置吸收剩余的反饋再生電能，或通過地面逆變裝置把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)；當牽引網(wǎng)電壓低于設定閾值時，使地面儲能裝置釋放儲存的電能，而地面逆變裝置停止工作。由此，達到牽引網(wǎng)上列車再生制動電能再利用的目的。然而，因為受到牽引網(wǎng)電壓波動的影響，這種工作策略不能準確辨識反饋再生制動電能，易使地面儲能裝置或地面逆變裝置誤動作，降低再生反饋電能利用率，特別在不能準確、及時吸收再生反饋電能時，還會使牽引網(wǎng)電壓抬高，危及牽引供電設備安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是提供一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置。及時、準確地監(jiān)測再生反饋電能，控制地面儲能裝置或地面逆變裝置的工作狀態(tài)，穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓，提高再生電能利用率和供電可靠性。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為:一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機組CV、直流進線Fl及其霍爾電流傳感器一 CT1、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負荷L ;直流進線Fl連接整流機組CV和母線B ;直流饋線F2連接直流母線B和負荷L ;測試電阻R并聯(lián)在直流母線B與地G之間；霍爾電流傳感器CT1、CT2、CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
[0006]顯然，當直流饋線F2多于2根時，所述霍爾電流傳感器二 CT2測得的饋線電流是指這些饋線的電流的和。測試電阻R應選擇滿足最小電流測量精度要求的最大電阻值。
[0007]顯然，若在上述裝置中不采用地面儲能裝置SE而采用地面逆變裝置IV方案處理再生電能時，兩種方案具有完全等同的實際效果。
[0008]采用本發(fā)明裝置后，直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進線霍爾電流傳感器一 CT1、霍爾直流饋線電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實時監(jiān)測直流進線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當線路上列車的再生反饋電能大于牽引電能需求總和時，即線路上存在剩余再生反饋電能，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當牽引網(wǎng)電壓高于整流機組空載電壓時，整流機組關(guān)斷，直流進線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能，或使地面逆變裝置IV工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0009]當線路上列車牽引電能需求總和大于再生反饋電能時，整流機組工作，直流進線霍爾電流傳感器一 CTl檢測到的直流進線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當前荷電狀態(tài)等釋放電能，或使地面逆變裝置IV停止工作。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]一、本發(fā)明可以準確辨識直流牽引系統(tǒng)中的再生反饋電能，避免采用牽引
[0012]網(wǎng)電壓控制策略時由于牽引網(wǎng)電壓波動帶來的誤判及其誤判帶來的不良影響。
[0013]二、本發(fā)明通過及時、準確辨識直流牽引系統(tǒng)的再生反饋電能，可以提高再生電能再利用的效率。
[0014]三、本發(fā)明通過及時、準確的利用再生反饋電能，可以減少由此引起的牽引網(wǎng)電壓波動及其對供電設備帶來的不利影響，提高使用壽命。
[0015]四、本發(fā)明技術(shù)先進、可靠，易于實施。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例的用于地面儲能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實施例的用于地面逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實施例的辨識流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例
[0021]如圖1所示，一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機組CV、直流進線Fl及其霍爾電流傳感器一 CTl、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負荷L ;直流進線Fl連接整流機組CV和母線B ;直流饋線F2連接直流母線B和負荷L ;其特征在于:測試電阻R并聯(lián)在直流母線B與地G之間；電流傳感器一 CT1、CT2、CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
[0022]顯然，當直流饋線F2多于2根時，所述電流傳感器二 CT2測得的饋線電流是指這些饋線的電流的和。
[0023]本發(fā)明的工作原理是:直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進線霍爾電流傳感器一 CT1、直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實時監(jiān)測直流進線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當線路上列車的再生反饋電能大于列車牽引電能需求總和，即線路上存在剩余再生反饋電能時，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當牽引網(wǎng)電壓高于整流機組空載電壓時，整流機組CV關(guān)斷，直流進線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能。
[0024]當線路上列車牽引電能需求總和大于列車再生反饋電能時，整流機組CV工作，直流進線電流傳感器一 CTl檢測到的直流進線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當前荷電狀態(tài)等釋放電能，穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓。
[0025]圖2所示的是本發(fā)明用于地面逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1相比，地面逆變裝置IV取代地面儲能裝置SE并與整流機組CV并聯(lián)，其他相同。地面逆變裝置IV工作時把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，反饋到電網(wǎng)。
[0026]工作原理是:直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進線霍爾電流傳感器一CT1、直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實時監(jiān)測直流進線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當線路上列車的再生反饋電能大于列車牽引電能需求總和時，即線路上存在剩余再生反饋電能，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當牽引網(wǎng)電壓高于整流機組空載電壓時，整流機組CV關(guān)斷，直流進線霍爾電流傳感器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面逆變裝置IV開始工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0027]當線路上列車牽引電能需求總和大于列車再生反饋電能時，整流機組CV工作，同時，直流進線電流傳感器一 CTl檢測到的直流進線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面逆變裝置IV停止工作。
[0028]圖3是本發(fā)明實施例的辨識流程示意圖。直流進線霍爾電流傳感器一 CT1、霍爾直流饋線電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3實時采集直流進線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當線路上列車的再生反饋電能大于牽引電能需求總和，即線路上存在剩余再生反饋電能時，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當牽引網(wǎng)電壓高于整流機組空載電壓時，整流機組關(guān)斷，直流進線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，則可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能，或使地面逆變裝置IV工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0029]當線路上列車牽引電能需求總和大于再生反饋電能時，整流機組工作，直流進線霍爾電流傳感器一 CTl檢測到的直流進線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當前荷電狀態(tài)等釋放電能，或使地面逆變裝置IV停止工作。
【權(quán)利要求】
1.一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機組CV、直流進線Fl及其霍爾電流傳感器一 CT1、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負荷L ;直流進線Fl連接整流機組CV和母線B ;直流饋線F2連接母線B和負荷L ;其特征在于:測試電阻R并聯(lián)在母線B與地G之間；霍爾電流傳感器一 CTl、霍爾電流傳感器二 CT2、霍爾電流傳感器三CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，其特征在于:所述地面儲能裝置SE可用地面逆變裝置IV替代。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，其特征在于:若霍爾電流傳感器一 CTl測得的直流進線Fl的電流=0，霍爾電流傳感器二 CT2測得的直流饋線F2的電流古O,同時霍爾電流傳感器三CT3測得的測試電阻R的電流古O,則辨識單元IU的輸出端輸出指令使地面儲能裝置SE工作于儲能或充電狀態(tài)，或使地面逆變裝置IV工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)；若霍爾電流傳感器一 CTl測得的直流進線Fl的電流> 0，則辨識單元IU的輸出端輸出指令使地面儲能裝置SE工作于釋放或放電狀態(tài)，或在使用地面逆變裝置IV時使地面逆變裝置IV停止工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，其特征在于:測試電阻R應選擇滿足最小電流測量精度要求的最大電阻值。
【文檔編號】B60M3/00GK103863140SQ201410049210
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】李群湛, 劉煒, 李亞楠 申請人:西南交通大學