城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量回收方法及裝置，方法的步驟包括根據(jù)交流電網(wǎng)的故障狀態(tài)確定能量回饋/吸收模式，通過(guò)控制能饋?zhàn)兞髌髟谀芰炕仞伳Ｊ较聦⒃偕苿?dòng)能量回饋至交流電網(wǎng)，在能量吸收模式下將再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為直流低壓電后通過(guò)能量吸收組件吸收；裝置包括直流隔離開(kāi)關(guān)單元、能饋?zhàn)儔浩鳌⒆兞髌骺刂茊卧椭辽僖粋€(gè)變流器單元，變流器單元包括能饋?zhàn)兞髌?、能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2和三個(gè)能量吸收組件。本發(fā)明能夠在交流電網(wǎng)故障時(shí)通過(guò)能量吸收組件吸收再生制動(dòng)能量以維持直流網(wǎng)壓穩(wěn)定，不需要切斷能量回收裝置與直流電網(wǎng)的連接，提高了能量回收裝置的安全可靠性，并能省去斬波器結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市軌道交通系統(tǒng)的城軌能量回收技術(shù)，具體涉及一種城軌供電系統(tǒng) 混合型再生能量回收方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 城市軌道交通的再生制動(dòng)能量（列車(chē)制動(dòng)時(shí)，將列車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化再利用，而不是 變成熱能）相當(dāng)可觀(guān)，約為牽引能量的30%，除了部分能量被輔助供電系統(tǒng)吸收，多余的能 量會(huì)通過(guò)再生制動(dòng)能量回收裝置吸收或再利用。目前再生制動(dòng)能量利用裝置可分為三類(lèi)： 能量吸收裝置、能量?jī)?chǔ)存裝置、能量回饋（將牽引電機(jī)的電動(dòng)機(jī)工況轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工況，將 列車(chē)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能通過(guò)變流器反饋給供電觸網(wǎng)，可提供給相鄰運(yùn)行的列車(chē)使用的 制動(dòng)方式）裝置。
[0003] 城軌能量回收系統(tǒng)中，列車(chē)制動(dòng)時(shí)，直流網(wǎng)壓抬高，當(dāng)網(wǎng)壓到達(dá)一定程度時(shí)，多余 的能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌骱湍莛佔(zhàn)儔浩?，回饋至交流電網(wǎng)，供其他設(shè)備使用。當(dāng)列車(chē)牽引導(dǎo)致 直流網(wǎng)壓降低時(shí)，能量回收裝置能工作在整流狀態(tài)，與原有牽引系統(tǒng)協(xié)同工作，保持直流母 線(xiàn)電壓穩(wěn)定。
[0004] 在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)變電所內(nèi)有且僅有一套再生能量回收裝置，且不再設(shè)置其他 吸收再生制動(dòng)能量的方式，變電所土建設(shè)計(jì)同樣也只為一套再生能量回收裝置設(shè)計(jì)放置空 間。當(dāng)交流電網(wǎng)出現(xiàn)故障，再生制動(dòng)能量不能再繼續(xù)回饋至交流電網(wǎng)，只能通過(guò)再生能量回 收裝置吸收，否則多余的能量將不能及時(shí)消耗，這將引起變流器電流增大、直流母線(xiàn)電壓升 高等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞變流器開(kāi)關(guān)器件，影響地鐵的正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了供電系統(tǒng) 的穩(wěn)定性和可靠性。因此，城軌供電系統(tǒng)的再生能量回收裝置的交流電網(wǎng)故障保護(hù)功能非 常重要。在城軌能量回收供電系統(tǒng)中，對(duì)直流側(cè)故障的研究較多，對(duì)交流側(cè)故障研究很少。 現(xiàn)有技術(shù)有以下幾種方案：現(xiàn)有技術(shù)一：交流電網(wǎng)故障時(shí)，為了保護(hù)再生能量回收裝置，采 取直接切斷能量回收裝置與交流側(cè)、直流側(cè)連接的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，但是突然切斷能 量回收裝置，再生制動(dòng)能量將無(wú)法消耗，直流側(cè)網(wǎng)壓抬升，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行?，F(xiàn) 有技術(shù)二：采用混合型能量回收（列車(chē)制動(dòng)時(shí)，結(jié)合能量回饋、超級(jí)電容儲(chǔ)能或者制動(dòng)電阻 耗能兩種工作方式，將再生制動(dòng)能量回收再利用）裝置，即采用能量回饋+制動(dòng)電阻或者超 級(jí)電容儲(chǔ)能裝置，當(dāng)交流電網(wǎng)故障時(shí)，能通過(guò)制動(dòng)電阻消耗多余的能量，或者超級(jí)電容將多 余能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，但該種裝置本質(zhì)上不是為了解決交流電網(wǎng)故障問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。同時(shí)，混合 型能量回收裝置中，制動(dòng)電阻和超級(jí)電容都需要通過(guò)斬波器模塊與直流母線(xiàn)相連，其中超 級(jí)電容需要雙向DC/DC斬波模塊，使整個(gè)裝置的成本大大提高，同時(shí)增大了裝置體積，變電 所的再生能量回收裝置空間也會(huì)增大，土建工程量則相應(yīng)增加，也大大增加了變電所建設(shè) 成本。
[0005] 眾所周知，城市軌道交通供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性關(guān)系著乘客、運(yùn)營(yíng)人員、列車(chē) 設(shè)備等多方面的安全。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，要求系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路，能自動(dòng)反應(yīng)和 保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在保證安全的前提下，供電系統(tǒng)應(yīng)盡可能降低成本， 提高設(shè)備復(fù)用率。但是，現(xiàn)有技術(shù)的城軌能量回收系統(tǒng)中，當(dāng)交流側(cè)出現(xiàn)故障，混合型能量 回收裝置需要制動(dòng)電阻或超級(jí)電容來(lái)消耗或儲(chǔ)存多余的再生制動(dòng)能量，制動(dòng)電阻和超級(jí)電 容都需要通過(guò)斬波器模塊與直流側(cè)母線(xiàn)相連，這將提高系統(tǒng)的成本?；旌闲湍芰炕厥昭b置 的結(jié)構(gòu)比常規(guī)能量回饋裝置復(fù)雜，控制也相對(duì)復(fù)雜。常規(guī)能量回饋供電系統(tǒng)則是采取斷開(kāi) 能饋裝置的措施來(lái)保護(hù)設(shè)備，這將導(dǎo)致多余的再生制動(dòng)能量無(wú)法消耗，直流側(cè)網(wǎng)壓迅速抬 升，嚴(yán)重影響城軌系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在交流電網(wǎng)故障時(shí)，通過(guò)能量吸收組件 吸收再生制動(dòng)能量的方式保持直流網(wǎng)壓穩(wěn)定，不需要切斷能量回收裝置與直流電網(wǎng)的連 接，安全可靠性好，并且能省去斬波器結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收 方法及裝置。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，包括如下步驟：在城軌運(yùn)行狀態(tài)下， 檢測(cè)交流電網(wǎng)的故障狀態(tài)，如果交流電網(wǎng)正常，則在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)入能量回饋模式，在能量 回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為 交流電、再通過(guò)能饋?zhàn)儔浩鬓D(zhuǎn)換為指定電壓的交流電后回饋至交流電網(wǎng)；如果所述交流電 網(wǎng)發(fā)生故障，則斷開(kāi)所述能饋?zhàn)兞髌鞯浇涣麟娋W(wǎng)之間的通路，在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)入能量吸收 模式，在能量吸收模式下將能饋?zhàn)兞髌髯鳛閿夭ㄆ骰蛘唠p向DC/DC斬波器使用，將城軌牽 引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)能量吸收組件吸收。
[0009] 優(yōu)選地，所述在能量回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng) 能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電的步驟包括：
[0010] 1. 1)在能量回饋模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、i。及城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓u d。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0011] 1. 2)通過(guò)鎖相環(huán)檢測(cè)交流電網(wǎng)的電壓相位信息，根據(jù)電壓相位信息將所述電流 ia、ib、i。從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得到電流id和i,;
[0012] 1. 3)獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Utk ref之間的差值，將該差值輸入PI控制器 后輸出電流參考值id%設(shè)置電流參考值為〇 ;
[0013] 1.4)獲取電流id、電流參考值i/之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓 參考值U/ ;獲取電流、電流參考值之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓參 考值U/ ;在電流id的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)COLid,其中L表示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感， ω = 2Jif，f的值為50Hz，將電網(wǎng)電壓的d軸分量ed作為前饋補(bǔ)償加上d軸耦合項(xiàng)c〇Lid 再減去電壓參考值U/生成d軸控制信號(hào)Ud ;在電流i,的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)ω Li,，其中L 表示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感，ω = 2 π f，f的值為50Hz，將電壓參考值U/加上q軸 奉禹合項(xiàng)ω Liq后再取反生成q軸控制信號(hào)Uq ;
[0014] 1. 5)將d軸控制信號(hào)Ud、q軸控制信號(hào)Uq從dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為三相 靜止坐標(biāo)系得到三相控制電壓信號(hào)，將所述三相控制電壓信號(hào)輸入至空間矢量脈寬調(diào)制模 塊，通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制能饋?zhàn)兞髌鳎瑥亩鴮⒊擒墵恳?電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電。
[0015] 優(yōu)選地，所述將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直 流電后通過(guò)能量吸收組件吸收的步驟包括：
[0016] 2. 1)在能量吸收模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、 i。及城軌牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓ud。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0017] 2. 2)獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Utk ref之間的差值，將該差值輸入PI控制器 后輸出電流參考值作為能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)的每一相共用的外環(huán)輸出量；
[0018] 2. 3)針對(duì)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)的每一相，獲取所述能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔?器側(cè)各相線(xiàn)路的電流ia、i b、i。與作為共用外環(huán)輸出量的電流參考值之間的差值，分別將該 差值輸入PI控制器得到控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊；
[0019] 2. 4)所述能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè)IGBT橋臂包括與城 軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌牽引供電系統(tǒng)的直 流電網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件之間串聯(lián)連 接且均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋 變流器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)的一相通過(guò)濾波電感器Ll輸出；保持所述第二IGBT器件處于關(guān)斷 狀態(tài)，通過(guò)脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制各個(gè)IGBT橋臂中第一 IGBT器件交替導(dǎo) 通，當(dāng)?shù)谝?IGBT器件導(dǎo)通時(shí)，該個(gè)IGBT橋臂輸出低壓直流電并通過(guò)制動(dòng)電阻吸收；當(dāng)?shù)谝?IGBT器件關(guān)斷時(shí)，該個(gè)IGBT橋臂通過(guò)第二IGBT器件并聯(lián)的續(xù)流二極管續(xù)流；從而將城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)制動(dòng)電阻吸收。
[0020] 優(yōu)選地，所述將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直 流電后通過(guò)能量吸收組件吸收的步驟包括：
[0021] 3. 1)在能量吸收模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、 i。及城軌牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓Ud。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0022] 3. 2)所述能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè)IGBT橋臂包括與城 軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌牽引供電系統(tǒng)的直 流電網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件之間串聯(lián)連 接且均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋 變流器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)的一相通過(guò)濾波電感器Ll輸出；在超級(jí)電容充電時(shí)，獲取所述能饋 變流器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流i a、ib、i。與給定的電流參考值之間的差值，分別將 該差值輸入PI控制器得到控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊，通過(guò)脈寬調(diào)制 模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制關(guān)斷各個(gè)IGBT橋臂中的第二IGBT器件，各個(gè)IGBT橋臂中第 一 IGBT器件和第二IGBT器件所并聯(lián)的續(xù)流二極管構(gòu)成降壓斬波電路，將城軌牽引供電系 統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)超級(jí)電容吸收；
[0023] 3. 3)超級(jí)電容放電時(shí)，獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Utk ref之間的差值，將該差 值輸入PI控制器后輸出電流參考值，分別獲取所述能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路 的電流i a、ib、i。與該電流參考值之間的差值，分別將該差值輸入PI控制器得到控制信號(hào)， 將所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊；通過(guò)脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制關(guān)斷各 個(gè)IGBT橋臂中的第一 IGBT器件，各個(gè)IGBT橋臂中第二IGBT器件和第一 IGBT器件所并聯(lián) 的續(xù)流二極管構(gòu)成升壓斬波電路，將所述超級(jí)電容中存儲(chǔ)的電能以直流電的形式釋放至城 軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)中。
[0024] 本發(fā)明還提供一種城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收裝置，包括直流隔離開(kāi)關(guān)單 元、能饋?zhàn)儔浩?、變流器控制單元和至少一個(gè)變流器單元，所述變流器單元一端通過(guò)直流隔 離開(kāi)關(guān)單元與城軌供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)相連、另一端通過(guò)能饋?zhàn)儔浩髋c交流電網(wǎng)相連，所 述變流器單元包括能饋?zhàn)兞髌?、能量回饋支路開(kāi)關(guān)Kl、能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2和三個(gè)能量吸 收組件，所述直流隔離開(kāi)關(guān)單元、能饋?zhàn)兞髌?、能量回饋支路開(kāi)關(guān)Kl、能饋?zhàn)儔浩饕来蜗噙B， 每一個(gè)所述能量吸收組件一端通過(guò)能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的一相線(xiàn)路 相連、另一端與城軌牽引供電系統(tǒng)直流電網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連，所述能饋?zhàn)兞髌鞯目刂贫朔?別與變流器控制單元相連。
[0025] 優(yōu)選地，所述能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的濾波電容Cl和三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè) IGBT橋臂包括與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT 器件之間串聯(lián)連接且均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管；所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的控制 端分別與變流器控制單元相連，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋 變流器交流側(cè)的一相通過(guò)濾波電感器Ll輸出；所述直流隔離開(kāi)關(guān)單元包括斷路器QS、第二 濾波電抗器L2和預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路包括主回路接觸器KM3、預(yù)充電接觸器KM4和 預(yù)充電電阻Rl，所述預(yù)充電接觸器KM4和預(yù)充電電阻Rl串聯(lián)連接后與主回路接觸器KM3并 聯(lián)連接，所述能饋?zhàn)兞髌髦绷鱾?cè)的正極輸入端依次通過(guò)預(yù)充電電路、第二濾波電抗器L2、斷 路器QS與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)正極相連，所述能饋?zhàn)兞髌髦绷鱾?cè)的負(fù)極輸入端 通過(guò)斷路器QS與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)負(fù)極相連。
[0026] 優(yōu)選地，所述能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2之間設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)能量 回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2不同時(shí)開(kāi)啟的開(kāi)關(guān)互鎖電路；所述開(kāi)關(guān)互鎖電路包 括第一接觸器KMl和第二接觸器KM2,所述第一接觸器KMl的線(xiàn)圈KM1#1與能量回饋支路開(kāi) 關(guān)Kl串聯(lián)連接，所述第一接觸器KMl的常閉開(kāi)關(guān)KM1#2與能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2串聯(lián)連接； 所述第二接觸器KM2的線(xiàn)圈KM2#1與能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2串聯(lián)連接，所述第二接觸器KM2 的常閉開(kāi)關(guān)KM2#2與能量回饋支路開(kāi)關(guān)Kl串聯(lián)連接。
[0027] 優(yōu)選地,所述能量吸收組件為制動(dòng)電阻R2,所述制動(dòng)電阻R2的一端通過(guò)能量吸收 支路開(kāi)關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鞯慕涣鱾?cè)對(duì)應(yīng)相線(xiàn)路相連，所述制動(dòng)電阻R2的另一端通過(guò)一開(kāi) 關(guān)K3與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流網(wǎng)負(fù)極相連；或者所述能量吸收組件為超級(jí)電容C2,所述 超級(jí)電容C2的正極通過(guò)能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鞯慕涣鱾?cè)對(duì)應(yīng)相線(xiàn)路相連、負(fù) 極通過(guò)一常閉式直流反饋開(kāi)關(guān)K4與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)負(fù)極相連，且所述超級(jí) 電容C2還并聯(lián)連接有由放電電阻R2和常開(kāi)式放電開(kāi)關(guān)K3串聯(lián)連接形成的電容放電電路。
[0028] 本發(fā)明用于城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量回收方法具有下述優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明在城 軌運(yùn)行狀態(tài)下，檢測(cè)交流電網(wǎng)的故障狀態(tài)，如果交流電網(wǎng)正常，則在列車(chē)制動(dòng)時(shí)將城軌牽引 供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量依次通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電、通過(guò)能饋?zhàn)?壓器轉(zhuǎn)換為指定電壓的交流電后回饋至交流電網(wǎng)；如果交流電網(wǎng)發(fā)生故障，則斷開(kāi)能饋?zhàn)?流器到交流電網(wǎng)之間的通路，在列車(chē)制動(dòng)時(shí)將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制 動(dòng)能量通過(guò)能量吸收組件吸收，因此能夠根據(jù)交流電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城軌牽引供電 系統(tǒng)直流電網(wǎng)的保護(hù)，當(dāng)交流電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌骱湍莛佔(zhàn)儔?器回饋到交流電網(wǎng)；當(dāng)監(jiān)測(cè)到交流電網(wǎng)故障時(shí)，迅速切斷能饋?zhàn)儔浩髦?，投入能量吸收組 件吸收多余的再生制動(dòng)能量，從而實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)故障時(shí)對(duì)城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的 保護(hù)功能，維持直流側(cè)網(wǎng)壓穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，不需要切斷能饋?zhàn)兞髌髋c直 流電網(wǎng)的連接，同時(shí)能省去斬波器結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本。
[0029] 本發(fā)明用于城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量回收裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明用于 城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量回收裝置為本發(fā)明用于城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量 回收方法對(duì)應(yīng)的裝置，能饋?zhàn)兞髌鞯慕涣鱾?cè)和能饋?zhàn)儔浩髦g設(shè)有能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1， 能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的每一相輸出線(xiàn)路上均連接有能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2和用于吸收再生制 動(dòng)能量的能量吸收組件，能量吸收組件一端通過(guò)能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鞯慕?流側(cè)對(duì)應(yīng)相線(xiàn)路相連、另一端與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連，通過(guò)上述 電路結(jié)構(gòu)，如果交流電網(wǎng)正常，則在列車(chē)制動(dòng)時(shí)將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再 生制動(dòng)能量依次通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電、通過(guò)能饋?zhàn)儔浩鬓D(zhuǎn)換為指定電壓的交流電 后回饋至交流電網(wǎng)；如果交流電網(wǎng)發(fā)生故障，則斷開(kāi)能饋?zhàn)兞髌鞯浇涣麟娋W(wǎng)之間的通路，在 列車(chē)制動(dòng)時(shí)將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能量吸收組件吸收， 因此能夠根據(jù)交流電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城軌牽引供電系統(tǒng)直流電網(wǎng)的保護(hù)，當(dāng)交流電 網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌骱湍莛佔(zhàn)儔浩骰仞伒浇涣麟娋W(wǎng)；當(dāng)監(jiān)測(cè)到交 流電網(wǎng)故障時(shí)，迅速切斷能饋?zhàn)儔浩髦?，投入能量吸收組件吸收多余的再生制動(dòng)能量，從 而實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)故障時(shí)對(duì)城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的保護(hù)功能，維持直流側(cè)網(wǎng)壓穩(wěn) 定，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，不需要切斷能饋?zhàn)兞髌髋c直流電網(wǎng)的連接，同時(shí)能省去斬 波器結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的方法流程示意圖。
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中能量回饋模式下能饋?zhàn)兞髌鞯目刂屏鞒淌疽鈭D。
[0032] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中能量吸收模式下能饋?zhàn)兞髌鞯目刂屏鞒淌疽鈭D。
[0033] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中開(kāi)關(guān)互鎖電路的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的兩個(gè)變流器單元的控制原理示意圖。
[0036] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖例說(shuō)明：1、直流隔離開(kāi)關(guān)單元；11、預(yù)充電電路；2、能饋?zhàn)儔浩鳎?、變流器控制 單元；4、變流器單元；5、開(kāi)關(guān)互鎖電路。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 實(shí)施例一：
[0039] 如圖1所示，本實(shí)施例用于城軌供電系統(tǒng)的混合型再生能量回收方法包括如下步 驟：在城軌運(yùn)行狀態(tài)下，檢測(cè)交流電網(wǎng)的故障狀態(tài)，如果交流電網(wǎng)正常，則在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn) 入能量回饋模式，在能量回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量 通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電、再通過(guò)能饋?zhàn)儔浩鬓D(zhuǎn)換為指定電壓的交流電后回饋至交流 電網(wǎng)（例如AC400V、AC 35kV、AC10kV等交流電網(wǎng)）；如果交流電網(wǎng)發(fā)生故障，則斷開(kāi)能饋?zhàn)?流器到交流電網(wǎng)之間的通路，在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)入能量吸收模式，在能量吸收模式下將能饋 變流器作為斬波器或者雙向DC/DC斬波器使用，將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再 生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)能量吸收組件吸收。本實(shí)施例檢測(cè)交流電網(wǎng)的故障狀 態(tài)時(shí)，根據(jù)交流電網(wǎng)的交流電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及同步信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)即可，不需要額 外進(jìn)行布置硬件；且在未收到結(jié)束信號(hào)時(shí)，本實(shí)施例方法會(huì)一直運(yùn)行以保護(hù)直流電網(wǎng)。
[0040] 如圖2所示，在能量回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng) 能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電的步驟包括：
[0041] I. 1)在能量回饋模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、i。及城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓u d。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0042] 1. 2)通過(guò)鎖相環(huán)檢測(cè)交流電網(wǎng)的電壓相位信息，根據(jù)電壓相位信息將所述電流 ia、ib、i。從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得到電流id和i,;
[0043] 1. 3)獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Utk ref之間的差值，將該差值輸入PI控制器 后輸出電流參考值id%設(shè)置電流參考值為〇 ;
[0044] 1.4)獲取電流id、電流參考值i/之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓 參考值U/ ;獲取電流、電流參考值之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓參 考值U/ ;在電流id的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)c〇Lid，其中L表示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感， ω = 2Jif，f的值為50Hz，將電網(wǎng)電壓的d軸分量ed作為前饋補(bǔ)償加上d軸耦合項(xiàng)c〇Lid 再減去電壓參考值U/生成d軸控制信號(hào)Ud ;在電流i,的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)ω Li,，其中L 表示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感，ω = 2 π f，f的值為50Hz，將電壓參考值U/加上q軸 耦合項(xiàng)ω Li,后再取反生成q軸控制信號(hào)Uq ;圖2中生成q軸控制信號(hào)Uq時(shí)，輸入還包括值 為〇的交流電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓q軸分量eq;
[0045] 1. 5)將d軸控制信號(hào)Ud、q軸控制信號(hào)Uq從dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為三相 靜止坐標(biāo)系得到三相控制電壓信號(hào)，將三相控制電壓信號(hào)輸入至空間矢量脈寬調(diào)制模塊 (SVPWM模擬，圖中以SVPWM表示），通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制能 饋?zhàn)兞髌?，從而將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換 為交流電。
[0046] 參見(jiàn)圖2以及上述的步驟I. 1)?1. 5)，當(dāng)交流電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，再生能量回收裝 置將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量回饋至交流電網(wǎng)，采用電壓外環(huán)、 電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制的方式及SVPWM調(diào)制算法，從而在能量回饋模式下將城軌牽引供電 系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電、再通過(guò)能饋?zhàn)儔浩鬓D(zhuǎn) 換為指定電壓的交流電后回饋至交流電網(wǎng)（例如AC400V、AC 35kV、AClOkV等交流電網(wǎng)）。
[0047] 本實(shí)施例中，步驟1. 2)中將電流ia、ib、i。從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為dq兩相同步 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得到電流i d和i,時(shí)具體是根據(jù)式（1)進(jìn)行變換得到。
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于包括如下步驟：在城軌運(yùn) 行狀態(tài)下，檢測(cè)交流電網(wǎng)的故障狀態(tài)，如果交流電網(wǎng)正常，則在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)入能量回饋模 式，在能量回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞?器轉(zhuǎn)換為交流電、再通過(guò)能饋?zhàn)儔浩鬓D(zhuǎn)換為指定電壓的交流電后回饋至交流電網(wǎng)；如果所 述交流電網(wǎng)發(fā)生故障，則斷開(kāi)所述能饋?zhàn)兞髌鞯浇涣麟娋W(wǎng)之間的通路，在列車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)入 能量吸收模式，在能量吸收模式下將能饋?zhàn)兞髌髯鳛閿夭ㄆ骰蛘唠p向DC/DC斬波器使用， 將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)能量吸收 組件吸收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于，所述 在能量回饋模式下將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌?轉(zhuǎn)換為交流電的步驟包括： 1. 1)在能量回饋模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、i。及城軌牽引 供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓Ud。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 1. 2)通過(guò)鎖相環(huán)檢測(cè)交流電網(wǎng)的電壓相位信息，根據(jù)電壓相位信息將所述電流ia、ib、 i。從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得到電流id和; 1. 3)獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Udc; Mf之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸 出電流參考值i/，設(shè)置電流參考值為〇 ; 1. 4)獲取電流id、電流參考值i/之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓參 考值U/ ;獲取電流、電流參考值之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸出電壓參考 值U/ ;在電流id的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)《Lid，其中L表示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感，《 = 2Jif，f的值為50Hz，將電網(wǎng)電壓的d軸分量ed作為前饋補(bǔ)償加上d軸耦合項(xiàng)《Lid再 減去電壓參考值U/生成d軸控制信號(hào)Ud ;在電流的基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合項(xiàng)《 Liq，其中L表 示能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的濾波電感，《= 2 f，f的值為50Hz，將電壓參考值U/加上q軸耦 合項(xiàng)co Liq后再取反生成q軸控制信號(hào)Uq ; 1. 5)將d軸控制信號(hào)Ud、q軸控制信號(hào)Uq從dq兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為三相靜止 坐標(biāo)系得到三相控制電壓信號(hào)，將所述三相控制電壓信號(hào)輸入至空間矢量脈寬調(diào)制模塊， 通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制能饋?zhàn)兞髌?，從而將城軌牽引供電?統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量通過(guò)能饋?zhàn)兞髌鬓D(zhuǎn)換為交流電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于： 所述通過(guò)能量吸收組件吸收具體是指通過(guò)制動(dòng)電阻吸收。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于，所述 將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)能量吸收 組件吸收的步驟包括： 2. 1)在能量吸收模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、i b、i。及 城軌牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓Ud。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 2. 2)獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Udc; Mf之間的差值，將該差值輸入PI控制器后輸 出電流參考值作為能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)的每一相共用的外環(huán)輸出量； 2. 3)針對(duì)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)的每一相，獲取所述能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè) 各相線(xiàn)路的電流ia、ib、i。與作為共用外環(huán)輸出量的電流參考值之間的差值，分別將該差值 輸入PI控制器得到控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊； 2. 4)所述能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè)IGBT橋臂包括與城軌牽 引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電 網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件之間串聯(lián)連接且 均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋?zhàn)兞?器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)的一相通過(guò)濾波電感器L1輸出；保持所述第二IGBT器件處于關(guān)斷狀態(tài)， 通過(guò)脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制各個(gè)IGBT橋臂中第一 IGBT器件交替導(dǎo)通，當(dāng) 第一 IGBT器件導(dǎo)通時(shí)，該個(gè)IGBT橋臂輸出低壓直流電并通過(guò)制動(dòng)電阻吸收；當(dāng)?shù)谝?IGBT 器件關(guān)斷時(shí)，該個(gè)IGBT橋臂通過(guò)第二IGBT器件并聯(lián)的續(xù)流二極管續(xù)流；從而將城軌牽引供 電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)制動(dòng)電阻吸收。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于： 所述通過(guò)能量吸收組件吸收具體是指通過(guò)超級(jí)電容吸收。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收方法，其特征在于，所述 將城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)能量吸收 組件吸收的步驟包括： 3. 1)在能量吸收模式下，檢測(cè)能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、i b、i。及 城軌牽引供電系統(tǒng)的直流母線(xiàn)電壓Ud。；分別將檢測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 3. 2)所述能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè)IGBT橋臂包括與城軌牽 引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電 網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件之間串聯(lián)連接且 均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋?zhàn)兞?器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)的一相通過(guò)濾波電感器L1輸出；在超級(jí)電容充電時(shí)，獲取所述能饋?zhàn)兞?器靠能饋?zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電流ia、ib、i。與給定的電流參考值之間的差值，分別將該差 值輸入PI控制器得到控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊；通過(guò)脈寬調(diào)制模塊 輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制關(guān)斷各個(gè)IGBT橋臂中的第二IGBT器件，各個(gè)IGBT橋臂中第一 IGBT器件和第二IGBT器件所并聯(lián)的續(xù)流二極管構(gòu)成降壓斬波電路，將城軌牽引供電系統(tǒng) 的直流電網(wǎng)輸出的再生制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為低壓直流電后通過(guò)超級(jí)電容吸收； 3. 3)超級(jí)電容放電時(shí)，獲取電壓Ud。和預(yù)設(shè)的參考電壓Udc; Mf之間的差值，將該差值輸 入PI控制器后輸出電流參考值，分別獲取所述能饋?zhàn)兞髌骺磕莛佔(zhàn)儔浩鱾?cè)各相線(xiàn)路的電 流ia、ib、i。與該電流參考值之間的差值，分別將該差值輸入PI控制器得到控制信號(hào)，將 所述控制信號(hào)輸出至脈寬調(diào)制模塊，通過(guò)脈寬調(diào)制模塊輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)控制關(guān)斷各個(gè) IGBT橋臂中的第一 IGBT器件，各個(gè)IGBT橋臂中第二IGBT器件和第一 IGBT器件所并聯(lián)的 續(xù)流二極管構(gòu)成升壓斬波電路，將所述超級(jí)電容中存儲(chǔ)的電能以直流電的形式釋放至城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)中。
7. -種城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收裝置，其特征在于：包括直流隔離開(kāi)關(guān)單元 (1) 、能饋?zhàn)儔浩鳎?)、變流器控制單元（3)和至少一個(gè)變流器單元（4)，所述變流器單元（4) 一端通過(guò)直流隔離開(kāi)關(guān)單元（1)與城軌供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)相連、另一端通過(guò)能饋?zhàn)儔浩? (2) 與交流電網(wǎng)相連，所述變流器單元（4)包括能饋?zhàn)兞髌?、能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量吸 收支路開(kāi)關(guān)K2和三個(gè)能量吸收組件，所述直流隔離開(kāi)關(guān)單元（1)、能饋?zhàn)兞髌鳌⒛芰炕仞佒? 路開(kāi)關(guān)K1、能饋?zhàn)儔浩鳎?)依次相連，每一個(gè)所述能量吸收組件一端通過(guò)能量吸收支路開(kāi) 關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的一相線(xiàn)路相連、另一端與城軌牽引供電系統(tǒng)直流電網(wǎng)的負(fù)極 母線(xiàn)相連，所述能饋?zhàn)兞髌鞯目刂贫朔謩e與變流器控制單元（3)相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收裝置，其特征在于：所述 能饋?zhàn)兞髌靼ú⒙?lián)連接的濾波電容C1和三個(gè)IGBT橋臂，每一個(gè)IGBT橋臂包括與城軌牽 引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)的正極母線(xiàn)相連的第一 IGBT器件、與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電 網(wǎng)的負(fù)極母線(xiàn)相連的第二IGBT器件，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件之間串聯(lián)連接且 均并聯(lián)連接有續(xù)流二極管；所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的控制端分別與變流器控制 單元（3)相連，所述第一 IGBT器件、第二IGBT器件的公共連接端作為能饋?zhàn)兞髌鹘涣鱾?cè)的 一相通過(guò)濾波電感器L1輸出；所述直流隔離開(kāi)關(guān)單元（1)包括斷路器QS、第二濾波電抗器 L2和預(yù)充電電路（11)，所述預(yù)充電電路（11)包括主回路接觸器KM3、預(yù)充電接觸器KM4和 預(yù)充電電阻R1，所述預(yù)充電接觸器KM4和預(yù)充電電阻R1串聯(lián)連接后與主回路接觸器KM3并 聯(lián)連接，所述能饋?zhàn)兞髌髦绷鱾?cè)的正極輸入端依次通過(guò)預(yù)充電電路（11)、第二濾波電抗器 L2、斷路器QS與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)正極相連，所述能饋?zhàn)兞髌髦绷鱾?cè)的負(fù)極輸 入端通過(guò)斷路器QS與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)負(fù)極相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收裝置，其特征在于：所述 能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2之間設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1、能量 吸收支路開(kāi)關(guān)K2不同時(shí)開(kāi)啟的開(kāi)關(guān)互鎖電路（5);所述開(kāi)關(guān)互鎖電路（5)包括第一接觸器 KM1和第二接觸器KM2,所述第一接觸器KM1的線(xiàn)圈KM1#1與能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)連 接，所述第一接觸器KM1的常閉開(kāi)關(guān)KM1#2與能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2串聯(lián)連接；所述第二接 觸器KM2的線(xiàn)圈KM2#1與能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2串聯(lián)連接，所述第二接觸器KM2的常閉開(kāi)關(guān) KM2#2與能量回饋支路開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的城軌供電系統(tǒng)混合型再生能量回收裝置，其特征 在于：所述能量吸收組件為制動(dòng)電阻R2,所述制動(dòng)電阻R2的一端通過(guò)能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2 與能饋?zhàn)兞髌鞯慕涣鱾?cè)對(duì)應(yīng)相線(xiàn)路相連，所述制動(dòng)電阻R2的另一端通過(guò)一開(kāi)關(guān)K3與城軌 牽引供電系統(tǒng)的直流網(wǎng)負(fù)極相連；或者所述能量吸收組件為超級(jí)電容C2,所述超級(jí)電容C2 的正極通過(guò)能量吸收支路開(kāi)關(guān)K2與能饋?zhàn)兞髌鞯慕涣鱾?cè)對(duì)應(yīng)相線(xiàn)路相連、負(fù)極通過(guò)一常 閉式直流反饋開(kāi)關(guān)K4與城軌牽引供電系統(tǒng)的直流電網(wǎng)負(fù)極相連，且所述超級(jí)電容C2還并 聯(lián)連接有由放電電阻R2和常開(kāi)式放電開(kāi)關(guān)K3串聯(lián)連接形成的電容放電電路。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104333038SQ201410618141
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】張鐵軍, 賀文, 翁星方, 陳雪, 陳廣贊, 劉海濤, 袁超, 張玉平, 謝湘劍, 張瑜, 周立明, 劉鋼, 陳文姣 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代裝備技術(shù)有限責(zé)任公司