本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)以及儲能技術(shù)的交叉領(lǐng)域，尤指一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有軌道交通車輛的供電分為兩種模式，第一種模式為接觸網(wǎng)供電模式，接觸網(wǎng)供電模式只適用于有網(wǎng)工況下，長距離的接觸網(wǎng)建設(shè)會產(chǎn)生大量成本，影響城市美觀。第二種模式為車載儲能系統(tǒng)供電模式，但不管是哪種儲能單元，都需要解決續(xù)航問題。目前解決續(xù)航問題通常為車站停車充電，這種方案存在諸多弊端：1、充電站建設(shè)對電力系統(tǒng)配電容量依賴性強(qiáng)，配電系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用不可控；2、每個車站都需要單獨(dú)建充電站，建設(shè)成本高；3、間歇式充電方式導(dǎo)致變壓器負(fù)載率較低，使得供電系統(tǒng)效率較低。
因此，本發(fā)明提供了一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，可應(yīng)用于城市軌道交通車輛離網(wǎng)運(yùn)行模式下，采用車地一體化模式即車載儲能系統(tǒng)供電模式配合進(jìn)站充電模式，車站中無車輛時可通過地面儲能系統(tǒng)儲存電能，車輛進(jìn)站后可通過直流電網(wǎng)與地面儲能系統(tǒng)協(xié)同充電，降低電網(wǎng)波動的同時也可降低車站建設(shè)成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，該系統(tǒng)可隨時從電網(wǎng)上汲取能量儲存在儲能單元中，并可配合直流電網(wǎng)同時為進(jìn)站的上下行車輛補(bǔ)充電能，解決了以下問題：1、車載儲能系統(tǒng)儲能容量較低，續(xù)航里程短，充電頻繁的問題；2、由于續(xù)航里程短，當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或因外因停車等待時，容易引起因能量耗盡而故障停車，運(yùn)行可靠性較差的問題；充電時，功率需求較大，充電電流較大，需要的變壓器、電力電子裝備的容量和功率等級較高，配電系統(tǒng)基本容量費(fèi)高的問題；3、充電站建設(shè)對電力系統(tǒng)配電容量依賴性強(qiáng)，配電系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用不可控的問題；4、每個車站都需要單獨(dú)建充電站，建設(shè)成本高的問題；5、間歇式充電方式導(dǎo)致變壓器負(fù)載率較低，使得供電系統(tǒng)效率較低的問題。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，包括：高壓供電網(wǎng)、三相變壓器、多脈波整流器、直流母線、雙向dc/dc單元、地面儲能系統(tǒng)、dc/dc單元、儲能單元ⅰ、儲能單元ⅱ和直流接觸器單元；
所述高壓供電網(wǎng)與三相變壓器相連，三相變壓器與兩個多脈波整流器相連；每個多脈波整流器分別與一組直流母線相連；每組直流母線分別與雙向dc/dc單元和dc/dc單元相連；所述雙向dc/dc單元與地面儲能系統(tǒng)相連；所述dc/dc單元與儲能單元ⅰ和儲能單元ⅱ相連；
所述直流接觸器單元分別與兩組直流母線相連，當(dāng)其中一組直流母線故障時，可由另一組直流母線供電，起到冗余的作用；
所述三相變壓器用于降壓和隔離；
所述多脈波整流器用于將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電；
所述直流母線用于為地面儲能單元和需充電車輛提供直流電源；
所述雙向dc/dc單元和dc/dc單元用于升降電壓；
所述地面儲能系統(tǒng)用于儲存電能。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高壓供電網(wǎng)為系統(tǒng)的能量來源，通常為外部市政電網(wǎng)，電壓等級通常為10kv。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述地面儲能系統(tǒng)所含的儲能單元可為鋰電池儲能單元，但不限于這種儲能單元。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述儲能單元ⅰ和儲能單元ⅱ共同組成上下行車輛的車載儲能系統(tǒng)，上下行車輛可同時充電。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述儲能單元ⅰ為鋰電池儲能單元，所述儲能單元ⅱ為超級電容儲能單元。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述多脈波整流器為12脈波整流器。
本發(fā)明中車輛配備了鋰電池儲能單元和超級電容儲能單元，但不限于這種儲能單元。
本發(fā)明所述系統(tǒng)由上行供電和下行供電兩部分組成，可同時為上行車輛和下行車輛供電，車站中無車輛時可通過地面儲能系統(tǒng)儲存電能，車輛進(jìn)站后可通過直流母線與地面儲能系統(tǒng)協(xié)同充電，降低系統(tǒng)內(nèi)高壓電器件的參數(shù)要求，提高器件利用率。
本發(fā)明所述的軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，可以實現(xiàn)車地一體化，系統(tǒng)建設(shè)于車站中，根據(jù)需要配備系統(tǒng)數(shù)量。采用地面儲能系統(tǒng)與直流母線協(xié)同充電模式，降低變壓器和電力電子設(shè)備的容量和功率等級，提高負(fù)載率，提升效率，降低基礎(chǔ)容量費(fèi)等建設(shè)及運(yùn)營成本。
附圖說明
本發(fā)明有如下附圖：
圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，包括：高壓供電網(wǎng)1、三相變壓器2、多脈波整流器3、直流母線4、雙向dc/dc單元5、地面儲能系統(tǒng)6、dc/dc單元7、儲能單元ⅰ8、儲能單元ⅱ9和直流接觸器單元10；
所述高壓供電網(wǎng)1與三相變壓器2相連，三相變壓器2與兩個多脈波整流器3相連；每個脈波整流器3分別與一組直流母線相連；每組直流母線4分別與雙向dc/dc單元5和dc/dc單元7相連；所述雙向dc/dc單元5與地面儲能系統(tǒng)6相連；所述dc/dc單元7與儲能單元ⅰ8和儲能單元ⅱ9相連；
所述直流接觸器單元10分別與兩組直流母線4相連，當(dāng)其中一組直流母線故障時，可由另一組直流母線供電，起到冗余的作用；
所述三相變壓器2用于降壓和隔離；
所述多脈波整流器3用于將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電；
所述直流母線4用于為地面儲能單元6和需充電車輛提供直流電源；
所述雙向dc/dc單元5和dc/dc單元7用于升降電壓；
所述地面儲能系統(tǒng)6用于儲存電能。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高壓供電網(wǎng)為系統(tǒng)的能量來源，通常為外部市政電網(wǎng)，電壓等級通常為10kv。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述地面儲能系統(tǒng)所含的儲能單元可為鋰電池儲能單元，但不限于這種儲能單元。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述儲能單元ⅰ8和儲能單元ⅱ9共同組成上下行車輛的車載儲能系統(tǒng)，上下行車輛可同時充電。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述儲能單元ⅰ8為鋰電池儲能單元，所述儲能單元ⅱ9為超級電容儲能單元。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述多脈波整流器為12脈波整流器。
本發(fā)明中車輛配備了鋰電池儲能單元和超級電容儲能單元，但不限于這種儲能單元。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)由上行供電和下行供電兩部分組成，可同時為上行車輛和下行車輛供電。車站中無車輛時可通過地面儲能系統(tǒng)儲存電能，車輛進(jìn)站后可通過直流母線與地面儲能系統(tǒng)協(xié)同充電，降低系統(tǒng)內(nèi)高壓電器件的參數(shù)要求，提高器件利用率。
本發(fā)明所述的一種軌道交通用車地一體化能源配套系統(tǒng)，使軌道交通車輛可完全實現(xiàn)離網(wǎng)運(yùn)行并配合進(jìn)站充電續(xù)航；所述系統(tǒng)中地面儲能系統(tǒng)不限于鋰電池儲能一種形式；所述系統(tǒng)中地面儲能系統(tǒng)與直流母線協(xié)同充電模式，降低變壓器和電力電子設(shè)備的容量和功率等級，提高負(fù)載率，提升效率，降低基礎(chǔ)容量費(fèi)等建設(shè)及運(yùn)營成本；所述系統(tǒng)可同時為上下行車輛補(bǔ)充電能；所述系統(tǒng)中上下行直流母線可互為冗余。
本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。