基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國高鐵行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的人選擇乘坐高鐵出行。但是，鐵路運(yùn)輸在很大程度上依賴電力供應(yīng)的可靠性和系統(tǒng)調(diào)度的安全性，例如接觸網(wǎng)經(jīng)常會由于局部漂浮物的交纏而引起短路，從而造成部分線路的癱瘓；另外，若由于列車故障或者乘客吸煙而造成列車中途停車，后續(xù)車輛如果未能及時避讓，將會造成嚴(yán)重的安全事故，如723高鐵事故。因此，電動有軌電車的安全取決于電力供應(yīng)的可靠性及系統(tǒng)調(diào)度的安全性。目前鐵路及火車供電系統(tǒng)主要采用三種供電方式:1、車站供電。大型車站都是將電廠或?qū)Ｓ霉╇娋€路提供的高壓電通過供電站點(diǎn)變壓器降壓至車站各種電氣設(shè)備需求的壓力，然后通過鐵路全線的貫通供電線提供給各車站。2、電網(wǎng)供電配合內(nèi)燃發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。3、高鐵接觸電網(wǎng)供電。上述三種方式中，內(nèi)燃機(jī)車正處于逐漸淘汰的趨勢，接觸電網(wǎng)供電是目前的主要方式。但是，無論哪種方法，都要求全線路供電暢通，即電網(wǎng)時刻處于帶電狀態(tài)，無形中造成了巨大的浪費(fèi)。
[0003]在電力能源領(lǐng)域，核電站在冷戰(zhàn)時期就被送上了太空，雖然該行為因核輻射問題存在著廣泛爭議，但美國NASA仍在從事此方面研宄，作為人類探索太空的“加油站”。
[0004]近年來，無線電力傳輸?shù)难绣橙〉昧藢?shí)質(zhì)性的進(jìn)展，其利用無線電的手段，將電能轉(zhuǎn)換成為無線電波發(fā)送出去，再通過特定的接收裝置將無線電波收集起來并轉(zhuǎn)換為電能。
[0005]綜合上述三個問題可見，如果能夠?yàn)殡妱佑熊壛熊囂峁┌踩煽康牟婚g斷電源、同時絕對杜絕追尾事故發(fā)生，將會大大提升鐵路運(yùn)輸?shù)母偁幠芰Α?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)及控制方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)包括控制端和接收端，所述的控制端包括多個太空核電站、多個電力發(fā)射器和多個定位控制器，其中太空核電站為設(shè)有核電站的地球靜止衛(wèi)星，并且其上設(shè)有控制裝置；電力發(fā)射器和定位控制器設(shè)置于太空核電站上，并且太空核電站與電力發(fā)射器和定位控制器相連接；所述的接收端包括多個電力接收器、多組高容量蓄電池和多個定位信息發(fā)射器，其中電力接收器設(shè)置于電動有軌列車走行分段區(qū)間兩端的供電塔頂部，并與輸電線相連，高容量蓄電池和定位信息發(fā)射器分別設(shè)置于電動有軌列車的內(nèi)部和頂部，且高容量蓄電池為定位信息發(fā)射器供電。
[0008]所述的定位控制器和定位信息發(fā)射器以無線方式連接；電力發(fā)射器以無線方式向電力接收器傳輸能量。
[0009]本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0010]I)判斷列車是否啟動的SI階段:在此階段中，控制端上的定位控制器與接收端上的定位信息發(fā)射器進(jìn)行信息交換，以確認(rèn)電動有軌列車的位置及是否將執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S3階段；否則進(jìn)入S2階段；
[0011]2)系統(tǒng)空閑的S2階段:在此階段中，系統(tǒng)待機(jī)30秒，然后進(jìn)入SI階段的入口 ；
[0012]3)無線能量輸送，開通起始供電區(qū)間電力供應(yīng)的S3階段:在此階段中，控制端上的多個太空核電站根據(jù)定位控制器接收到的定位信息發(fā)射器上傳的坐標(biāo)信息通過電力發(fā)射器向相應(yīng)起始供電區(qū)間兩端的電力接收器供電，且在兩臺電力接收器間形成電壓差，并通過輸電線為電動有軌列車輸出電能，然后進(jìn)入S4階段；
[0013]4)計(jì)算列車坐標(biāo)的S4階段:在此階段中，定位控制器根據(jù)定位信息發(fā)射器上傳的信息，動態(tài)計(jì)算出電動有軌列車的坐標(biāo)，然后進(jìn)入S5階段；
[0014]5)判斷是否進(jìn)入下一供電區(qū)間的S5階段:在此階段中，定位控制器將判斷電動有軌列車是否接近下一供電區(qū)間，如果判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入S6階段；否則返回S3階段，持續(xù)為電動有軌列車所在供電區(qū)間供電；
[0015]6)判斷是否將進(jìn)入其它列車供電區(qū)間的S6階段:在此階段中，定位控制器將比對同一線路上其它列車定位信息發(fā)射器反饋的位置信息，以判斷本電動有軌列車將要行進(jìn)到的下一供電區(qū)間內(nèi)是否存在其它電動有軌列車，如果判斷結(jié)果為“是”，表明兩輛電動有軌列車的安全距離不夠，則進(jìn)入S7階段；否則進(jìn)入S8階段；
[0016]7)發(fā)出提示信息并暫停該列車所在區(qū)間電力供應(yīng)的S7階段:在此階段中，在太空核電站上控制裝置的控制下將停止太空核電站向該電動有軌列車所在線路輸入電力，電動有軌列車將減速滑行直至停止在該區(qū)間內(nèi)，然后返回S6階段的入口 ；
[0017]8)開通下一供電區(qū)間無線能量輸送的S8階段:在此階段中，在太空核電站上控制裝置的控制下太空核電站將向電動有軌列車前進(jìn)方向的下一供電區(qū)間供電，待電動有軌列車駛?cè)胂乱还╇妳^(qū)間后，原供電區(qū)間停止電力輸入，然后進(jìn)入S9階段；
[0018]9)判斷是否到達(dá)終點(diǎn)的S9階段:在此階段中，太空核電站上的控制裝置將根據(jù)電動有軌列車的動態(tài)坐標(biāo)判斷電動有軌列車是否到達(dá)終點(diǎn)，如果判斷結(jié)果為“是”，則系統(tǒng)結(jié)束運(yùn)行，太空核電站停止向電動有軌列車所在供電區(qū)間供電；否則返回S4階段。
[0019]本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)及控制方法具有如下優(yōu)點(diǎn):1)綠色環(huán)保。本系統(tǒng)采用了綠色能源一一核能，避免了內(nèi)燃機(jī)的碳排放和地面電力輸運(yùn)的基礎(chǔ)設(shè)施投資和導(dǎo)線電力損耗，基本實(shí)現(xiàn)了零排放，符合國家發(fā)展的大方向。2)安全性高。利用分段供電方法，將杜絕列車追尾事件發(fā)生，其精準(zhǔn)程度要高于基于GPS的列車調(diào)度系統(tǒng)，即使列車駕駛員沒有執(zhí)行調(diào)度指揮，也會因?yàn)閱适恿Χ谧肺睬办o止于前方列車的后部。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)組成框圖。
[0021]圖2為本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)及控制方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]如圖1一圖2所示，本發(fā)明提供的基于太空核電站的電動有軌列車分段供電系統(tǒng)包括控制端I和接收端2，所述的控制端I包括多個太空核電站3、多個電力發(fā)射器4和多個定位控制器5，其中太空核電站3為設(shè)有核電站的地球靜止衛(wèi)星，并且其上設(shè)有控制裝置；電力發(fā)射器4和定位控制器5設(shè)置于太空核電站3上，并且太空核電站3與電力發(fā)射器4和定位控制器5相連接；所述的接收端2包括多個電力接收器7、多組高容量蓄電池8和多個定位信息發(fā)射器9，其中電力接收器7設(shè)置于電動有軌列車6走行分段區(qū)間兩端的供電塔10頂部，并與輸電線11相連，高容量蓄電池8和定位信息發(fā)射器9分別設(shè)置于電動有軌列車6的內(nèi)部和頂部，且高容量蓄電池8為定位信息發(fā)射器9供電。
[0025]所述的定位控制器5和定位信息發(fā)射器9以無線方式連接；電力發(fā)射器4以無線方式向電力接收器7傳輸能量。
[0026]所述的定位信息發(fā)射器9帶有與電動有軌列車6信息相匹配的識別碼。
[0027]所述的電力接收器7上帶有各自獨(dú)立的識別碼。