本發(fā)明涉及一種兼有融冰功能的機車再生電能回饋系統(tǒng)及控制方法，屬于應用于軌道交通的大功率電力電子技術領域。

背景技術：
機車再生電能回饋系統(tǒng)用于軌道交通上再生電能的吸收和回饋的場合，將再生電能回饋至電網(wǎng)。再生電能回饋設備的原理可簡述如下：當車輛進入制動工況，機車的動能轉(zhuǎn)換為電能，向直流電網(wǎng)輸入電能時，會引起直流電網(wǎng)電壓升高。再生電能回饋設備的控制系統(tǒng)實時檢測直流電網(wǎng)電壓，當直流電網(wǎng)電壓上升達到某一預設值時，逆變器開始啟動，逆變器開始工作，將多余的電能回饋給交流電網(wǎng)。冬季由于氣溫、空氣濕度和風速的共同作用，存在著由液態(tài)水形成冰的覆冰現(xiàn)象。因此，覆冰是一種特定氣象條件下產(chǎn)生的冰凍現(xiàn)象，如果在架空導線上大面積形成覆冰，會導致桿塔傾倒、導線覆冰舞動或斷裂，將直接影響架空線路的正常安全運行。對電氣化鐵路而言，由于接觸網(wǎng)覆冰，會導致受電弓無法正常取流，甚至導致受電弓的損害或斷裂，嚴重影響列車的安全準點運行。目前已有融冰方案均需要增加額外的融冰設備，會增加額外的投資，增加設備占地空間，也增加了系統(tǒng)的復雜性。本發(fā)明可利用機車再生電能回饋系統(tǒng)實現(xiàn)融冰功能，不額外增加投資。

技術實現(xiàn)要素：
為了解決電氣化鐵路接觸網(wǎng)融冰的問題，本發(fā)明提出了一種采用機車電能回饋系統(tǒng)兼融冰的方案，可以牽引所內(nèi)裝設的機車再生電能回饋系統(tǒng)，而不增加額外的投資。具體的方案如下：一種兼有融冰功能的機車再生電能回饋系統(tǒng)，包括兩臺再生電能回饋設備，再生電能回饋設備的直流側(cè)正極與地鐵牽引網(wǎng)正極母線連接，正極母線通過第一切換開關、第二切換開關分別與上行接觸網(wǎng)、下行接觸網(wǎng)連接，再生電能回饋設備的直流側(cè)負極通過第三切換開關與下行接觸網(wǎng)或上行接觸網(wǎng)連接，直流側(cè)負極通過第四切換開關與地鐵牽引網(wǎng)負極母線連接。所述再生電能回饋設備包括由功率半導體器件構(gòu)成的整流器，具備流過雙向有功功率的功能，即可控制有功功率從交流電網(wǎng)流向地鐵牽引網(wǎng)直流母線，也可控制有功功率從地鐵牽引網(wǎng)直流母線流向交流電網(wǎng)。所述第三切換開關與第四切換開關不允許同時閉合。本發(fā)明還包括一種所述機車再生電能回饋系統(tǒng)的控制方法，當所述再生電能回饋設備運行于能量回饋狀態(tài)時，所述控制方法如下：步驟1：分開第三切換開關步驟2：閉合第四切換開關:步驟3：當機車剎車時，所述整流器啟動，控制有功功率從地鐵牽引網(wǎng)直流母線流向交流電網(wǎng)。當所述再生電能回饋設備運行于融冰狀態(tài)時，所述控制方法如下：如果第三切換開關與上行接觸網(wǎng)連接，步驟如下：步驟1：分開第一切換開關、第四切換開關步驟2：閉合第二切換開關、第三切換開關步驟3：其中一臺再生電能回饋設備的整流器啟動，控制直流電壓穩(wěn)定步驟4：另一臺再生電能回饋設備的整流器啟動，通過調(diào)節(jié)直流電壓控制流過接觸網(wǎng)的電流穩(wěn)定；如果第三切換開關與下行接觸網(wǎng)連接，步驟如下：步驟1：分開第二切換開關、第四切換開關步驟2：閉合第一切換開關、第三切換開關步驟3：其中一臺再生電能回饋設備的整流器啟動，控制牽引網(wǎng)直流電壓穩(wěn)定步驟4：另一臺再生電能回饋設備的整流器啟動，通過調(diào)節(jié)直流電壓控制流過接觸網(wǎng)的電流穩(wěn)定。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明利用牽引所內(nèi)的機車電能回饋系統(tǒng)通過開關切換以及控制方法的調(diào)整可實現(xiàn)融冰功能，無需增加額外的設備，通常機車再生電能回饋系統(tǒng)在白天地鐵運行時間段投入運行，夜間在接觸網(wǎng)上無車輛運行，可將機車電能回饋系統(tǒng)切換到融冰狀態(tài)，控制接觸網(wǎng)電流，實現(xiàn)融冰功能，設備利用率更高。2...