本發(fā)明涉及地面運輸工具領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于巴鐵的光伏系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

巴鐵一號為中國自行設(shè)計研制、全面擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的空中巴士，2016年8月在河北秦皇島北戴河區(qū)進行了包括剎車距離、摩擦系數(shù)、耗電等，檢驗車和路、人和車的關(guān)系等多項試驗。設(shè)計車廂內(nèi)有55個座位，乘客區(qū)設(shè)有20根豎立扶手，滿足高峰時段不同身高站立乘客的需求。

巴鐵作為一種新型的交通方式，它通常采用電力驅(qū)動，但是如果采用與有軌電車一樣的供電方式。就需要進一步提高城市的限高標(biāo)準(zhǔn)，而且它對景觀影響較大。而巴鐵的供電方式采用的是地面觸軌供電模式，而且供電的觸軌與承重的鋼軌安裝在一起，這就和有軌電車的供電觸軌設(shè)置不一樣，安全性和穩(wěn)定性受到考驗。考慮到安全性能，巴鐵上增光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以提高供電的可靠性，減輕了底面觸軌的供電的壓力。同時，由于光伏電池怕陰冷，巴鐵在運行過程中與太陽光照時，由于光照照射不均勻，存在“木桶效應(yīng)”——所有電池的發(fā)電表現(xiàn)會向能力最低的那塊看齊。

申請?zhí)枮?01610543988.5的中國專利公開了一種巴鐵車身與車輪的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，它采用了大車輪，車輪的半徑基本上等于巴鐵下層鏤空高度，取消了原立體快巴的支撐墻結(jié)構(gòu)，支撐墻的剛度隱患可以徹底打消。但它并沒有對巴鐵采用的地面觸軌的供電模式進行改進，因此，現(xiàn)有技術(shù)中巴鐵地面觸軌供電壓力大，安全性和穩(wěn)定性受到嚴(yán)峻的考驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于巴鐵的光伏系統(tǒng)，它能解決現(xiàn)有技術(shù)中巴鐵地面觸軌供電壓力大，影響系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于巴鐵的光伏系統(tǒng)，它包括巴鐵車體，巴鐵車體通過地面觸軌供電，巴鐵車體的每節(jié)車廂均設(shè)有光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏薄膜，光伏薄膜鋪設(shè)在巴鐵車體上表面和側(cè)面，車廂上光伏薄膜與光伏薄膜之間并聯(lián)。

每節(jié)車廂上的光伏薄膜分為三個光伏薄膜模塊，分別設(shè)置在巴鐵車體上表面和兩個側(cè)面，3個光伏薄膜模塊之間通過并聯(lián)的方式，接在直流母線的兩端。

上述光伏薄膜模塊包括兩個旁路二極管d1、d2和一個阻塞二極管dc。

以每節(jié)車廂的三個光伏薄膜為一個光伏單元，形成至少1個光伏單元。

光伏發(fā)電系統(tǒng)與儲能裝置連接。

一種上述光伏系統(tǒng)的使用方法，它包括以下步驟：

1)通過地面觸軌方式為巴鐵動力系統(tǒng)供電，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)給基本的照明和通信語音系統(tǒng)供電；

2)在地面觸軌供電和光伏系統(tǒng)電正常的時候，通過動態(tài)功率分配方法，將動力系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)合理化輸出；

3)在地面觸軌供電方式出現(xiàn)故障時，光伏發(fā)電系統(tǒng)通過三相逆變器并到動力系統(tǒng)線路上；

4)當(dāng)發(fā)生故障和無光照時，儲能裝置可為正常照明和通信系統(tǒng)供電。

在步驟3)中，當(dāng)動力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，光伏模塊中，第1，3，5，7......2k+1奇數(shù)次光伏模塊通過光伏逆變器并網(wǎng)到動力線路系統(tǒng)中，第2，4，6，8....2k偶數(shù)次光伏模塊為照明系統(tǒng)進行供電。

采用上述結(jié)構(gòu)，將光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于新型的交通工具巴鐵上，在巴鐵的表面鋪設(shè)一層光伏薄膜，形成光伏系統(tǒng)。通過合理的光伏模塊的劃分，減少了系統(tǒng)中電壓的波動。同時，與動力系統(tǒng)配合使用，為巴鐵提供了新的動力，實現(xiàn)了零排放，提高了巴鐵的供電可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中光伏單元結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明中光伏單元等效原理圖；

圖4為本發(fā)明中巴鐵的供電流程圖；

圖5為本發(fā)明中動態(tài)功率分配法；

圖6為本發(fā)明中動力故障供電圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種應(yīng)用于巴鐵的光伏系統(tǒng)，它包括巴鐵車體1，巴鐵1車體通過地面觸軌2供電，巴鐵車體1的每節(jié)車廂均設(shè)有光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏薄膜3，光伏薄膜3鋪設(shè)在巴鐵車體1上表面和側(cè)面，車廂上光伏薄膜與光伏薄膜之間并聯(lián)。

每節(jié)車廂上的光伏薄膜分為三個光伏薄膜模塊，分別設(shè)置在巴鐵車體1上表面和兩個側(cè)面，3個光伏薄膜模塊之間通過并聯(lián)的方式，接在直流母線的兩端。

所述光伏薄膜模塊包括兩個旁路二極管d1、d2和一個阻塞二極管dc。

以每節(jié)車廂的三個光伏薄膜為一個光伏單元，形成至少1個光伏單元；將光伏薄膜進行合理區(qū)域劃分，在一定程度上避免了因外界環(huán)境造成的光伏的“木桶效應(yīng)”，減少在系統(tǒng)中電壓的波動，提高了光能的利用率，徹底實現(xiàn)零排放，同時又能提高巴鐵的安全可靠性。

其中，動態(tài)功率分配方法指通過soc實時的對電量進行監(jiān)測，分配的方法是根據(jù)動力與負荷所需的功率，當(dāng)電力系統(tǒng)運行正常情況下，動力系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)總的電量通過整流或者逆變，改變權(quán)重輸出，達到照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)最優(yōu)配置，提高效率。

由于巴鐵的一節(jié)車廂是有三個光伏模塊組成，假設(shè)巴鐵的車廂很多，根據(jù)自然數(shù)數(shù)排序，可以將巴鐵的光伏模塊劃分為兩個部分1,3,5,7,......2k+1和2,4,6,8,......2k。當(dāng)出現(xiàn)故障時，光伏系統(tǒng)通過逆變向動力系統(tǒng)供電。正常運行時，按照其動態(tài)功率優(yōu)化輸出，使系統(tǒng)輸出最優(yōu)。

系統(tǒng)合理化輸出，充分考慮到系統(tǒng)運行的情況，分為三種情況。(1)當(dāng)正常運行時，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能和動力系統(tǒng)產(chǎn)生的電能，通過一次的整流或者逆變實現(xiàn)能量的相互轉(zhuǎn)化，改變權(quán)重，使輸出實現(xiàn)最優(yōu)配置；(2)當(dāng)系統(tǒng)故障時，此時，1,3,5,7,......2k+1通過逆變?yōu)閯恿ο到y(tǒng)供電，實現(xiàn)系統(tǒng)基本運行。(3)當(dāng)光伏系統(tǒng)和動力系統(tǒng)都出現(xiàn)問題采用后備電源供電。三種狀態(tài)對應(yīng)三種不同的輸出結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。

光伏發(fā)電系統(tǒng)與儲能裝置連接。

一種所述光伏系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

1)通過地面觸軌方式為巴鐵動力系統(tǒng)供電，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)給基本的照明和通信語音系統(tǒng)供電；

2)在地面觸軌供電和光伏系統(tǒng)電正常的時候，通過動態(tài)功率分配方法，將動力系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)合理化輸出；

3)在地面觸軌供電方式出現(xiàn)故障時，光伏發(fā)電系統(tǒng)通過三相逆變器并到動力系統(tǒng)線路上；

4)當(dāng)發(fā)生故障和無光照時，儲能裝置可為正常照明和通信系統(tǒng)供電。

采用上述步驟，當(dāng)巴鐵遇到故障動力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠及時供電，避免停電現(xiàn)象，從而增加了巴鐵的供電可靠性。

在步驟3)中，當(dāng)動力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，光伏模塊中，第1，3，5，7......2k+1奇數(shù)次光伏模塊通過逆變器將電能并到動力線路系統(tǒng)中，第2，4，6，8....2k偶數(shù)次光伏模塊為照明系統(tǒng)進行供電。這樣能有效的將動力供電系統(tǒng)和光伏供電系統(tǒng)兩者結(jié)合，提高了可靠性，通過對兩個系統(tǒng)的優(yōu)化分配，實現(xiàn)高效輸出，提高了巴鐵的電能效率。

具體的，使用時，將光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于新型的交通工具巴鐵上，在巴鐵的表面鋪設(shè)一層光伏薄膜，形成光伏系統(tǒng)，為巴鐵提供了新的動力，實現(xiàn)了零排放，同時，與動力系統(tǒng)配合使用，提高了巴鐵的供電可靠性；

通過使每節(jié)車廂上的光伏薄膜分為三個光伏薄膜模塊，分別設(shè)置在巴鐵車體1上表面和兩個側(cè)面，3個光伏薄膜模塊之間通過并聯(lián)的方式，接在直流母線的兩端，可以很好的將光伏發(fā)電系統(tǒng)與巴鐵車體本身的供電系統(tǒng)很好的整合在巴鐵車體上，這樣兩套系統(tǒng)協(xié)同配合工作，提高了巴鐵的供電可靠性。