一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，主要包括整流機(jī)組、直流進(jìn)線及其電流傳感器，直流饋線及其電流傳感器、測試電阻及其電流傳感器。電流傳感器的輸出端與辨識單元連接。當(dāng)直流進(jìn)線傳感器檢測到電流為零且測試電阻電流傳感器檢測到電流不為零時，辨識單元輸出指令使儲能裝置工作在充電狀態(tài)，或使地面逆變裝置工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)；當(dāng)直流進(jìn)線電流傳感器檢測到電流大于零時，辨識單元使地面儲能裝置工作在放電狀態(tài)，或使地面逆變裝置停止工作。本實(shí)用新型技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施，效果顯著。
【專利說明】一種直流牽弓I系統(tǒng)電能反饋辨識裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，特別涉及地鐵與城市軌道交通的直流牽引系統(tǒng)電能反饋到變電所的辨識技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著電機(jī)調(diào)速技術(shù)和電力電子器件制造技術(shù)的發(fā)展和成熟，再生制動技術(shù)在城市軌道電力牽引系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸普遍。城市軌道牽引供電系統(tǒng)采用直流制，稱為直流牽引系統(tǒng)，其變電所采用12脈波/24脈波不可控二極管整流，當(dāng)列車再生制動電能不能完全被臨近處于牽引工況的列車吸收時，剩余電能應(yīng)當(dāng)被很好地再利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，貫徹基本國策。
[0003]在直流牽引系統(tǒng)中，列車再生制動的電能再利用裝置分為兩種:一種是地面儲能裝置，一種是地面逆變裝置?，F(xiàn)行地面儲能裝置或地面逆變裝置的工作策略是檢測直流牽引網(wǎng)電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)電壓高于設(shè)定閾值時，使地面儲能裝置吸收剩余的反饋再生電能，或通過地面逆變裝置把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)；當(dāng)牽引網(wǎng)電壓低于設(shè)定閾值時，使地面儲能裝置釋放儲存的電能，而地面逆變裝置停止工作。由此，達(dá)到牽引網(wǎng)上列車再生制動電能再利用的目的。然而，因?yàn)槭艿綘恳W(wǎng)電壓波動的影響，這種工作策略不能準(zhǔn)確辨識反饋再生制動電能，易使地面儲能裝置或地面逆變裝置誤動作，降低再生反饋電能利用率，特別在不能準(zhǔn)確、及時吸收再生反饋電能時，還會使?fàn)恳W(wǎng)電壓抬高，危及牽引供電設(shè)備安全運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是提供一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置。及時、準(zhǔn)確地監(jiān)測再生反饋電能，控制地面儲能裝置或地面逆變裝置的工作狀態(tài)，穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓，提高再生電能利用率和供電可靠性。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為:一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機(jī)組CV、直流進(jìn)線Fl及其霍爾電流傳感器一 CT1、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負(fù)荷L ;直流進(jìn)線Fl連接整流機(jī)組CV和母線B ;直流饋線F2連接直流母線B和負(fù)荷L ;測試電阻R并聯(lián)在直流母線B與地G之間；霍爾電流傳感器CT1、CT2、CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
[0006]顯然，當(dāng)直流饋線F2多于2根時，所述霍爾電流傳感器二 CT2測得的饋線電流是指這些饋線的電流的和。測試電阻R應(yīng)選擇滿足最小電流測量精度要求的最大電阻值。
[0007]顯然，若在上述裝置中不采用地面儲能裝置SE而采用地面逆變裝置IV方案處理再生電能時，兩種方案具有完全等同的實(shí)際效果。
[0008]采用本實(shí)用新型裝置后，直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一 CT1、霍爾直流饋線電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實(shí)時監(jiān)測直流進(jìn)線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當(dāng)線路上列車的再生反饋電能大于牽引電能需求總和時，即線路上存在剩余再生反饋電能，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)電壓高于整流機(jī)組空載電壓時，整流機(jī)組關(guān)斷，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能，或使地面逆變裝置IV工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0009]當(dāng)線路上列車牽引電能需求總和大于再生反饋電能時，整流機(jī)組工作，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一 CTl檢測到的直流進(jìn)線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)等釋放電能，或使地面逆變裝置IV停止工作。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]一、本實(shí)用新型可以準(zhǔn)確辨識直流牽引系統(tǒng)中的再生反饋電能，避免采用牽引網(wǎng)電壓控制策略時由于牽引網(wǎng)電壓波動帶來的誤判及其誤判帶來的不良影響。
[0012]二、本實(shí)用新型通過及時、準(zhǔn)確辨識直流牽引系統(tǒng)的再生反饋電能，可以提高再生電能再利用的效率。
[0013]三、本實(shí)用新型通過及時、準(zhǔn)確的利用再生反饋電能，可以減少由此引起的牽引網(wǎng)電壓波動及其對供電設(shè)備帶來的不利影響，提高使用壽命。
[0014]四、本實(shí)用新型技術(shù)先進(jìn)、可靠，易于實(shí)施。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的用于地面儲能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的用于地面逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的辨識流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例
[0020]如圖1所示，一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機(jī)組CV、直流進(jìn)線Fl及其霍爾電流傳感器一 CTl、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負(fù)荷L ;直流進(jìn)線Fl連接整流機(jī)組CV和母線B ;直流饋線F2連接直流母線B和負(fù)荷L ;其特征在于:測試電阻R并聯(lián)在直流母線B與地G之間；電流傳感器一 CT1、CT2、CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
[0021]顯然，當(dāng)直流饋線F2多于2根時，所述電流傳感器二 CT2測得的饋線電流是指這些饋線的電流的和。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理是:直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一 CT1、直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實(shí)時監(jiān)測直流進(jìn)線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當(dāng)線路上列車的再生反饋電能大于列車牽引電能需求總和，即線路上存在剩余再生反饋電能時，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)電壓高于整流機(jī)組空載電壓時，整流機(jī)組CV關(guān)斷，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能。
[0023]當(dāng)線路上列車牽引電能需求總和大于列車再生反饋電能時，整流機(jī)組CV工作，直流進(jìn)線電流傳感器一 CTl檢測到的直流進(jìn)線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)等釋放電能，穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓。
[0024]圖2所示的是本實(shí)用新型用于地面逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1相比，地面逆變裝置IV取代地面儲能裝置SE并與整流機(jī)組CV并聯(lián)，其他相同。地面逆變裝置IV工作時把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，反饋到電網(wǎng)。
[0025]工作原理是:直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置通過直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一CT1、直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3，實(shí)時監(jiān)測直流進(jìn)線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當(dāng)線路上列車的再生反饋電能大于列車牽引電能需求總和時，即線路上存在剩余再生反饋電能，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)電壓高于整流機(jī)組空載電壓時，整流機(jī)組CV關(guān)斷，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，此時可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面逆變裝置IV開始工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0026]當(dāng)線路上列車牽引電能需求總和大于列車再生反饋電能時，整流機(jī)組CV工作，同時，直流進(jìn)線電流傳感器一 CTl檢測到的直流進(jìn)線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面逆變裝置IV停止工作。
[0027]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的辨識流程示意圖。直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一 CT1、霍爾直流饋線電流傳感器二 CT2和測試電阻霍爾電流傳感器三CT3實(shí)時采集直流進(jìn)線電流、直流饋線電流和測試電阻電流，當(dāng)線路上列車的再生反饋電能大于牽引電能需求總和，即線路上存在剩余再生反饋電能時，則將抬高牽引網(wǎng)電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)電壓高于整流機(jī)組空載電壓時，整流機(jī)組關(guān)斷，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器器CTl檢測到的電流為零，直流饋線霍爾電流傳感器二 CT2檢測到的電流不為零，測試電阻上的霍爾電流傳感器三CT3檢測到的電流不為零，則可以判斷牽引網(wǎng)中存在反饋的再生電能，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在充電狀態(tài)，吸收列車的再生反饋電能，或使地面逆變裝置IV工作，把直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能反饋到交流電網(wǎng)。
[0028]當(dāng)線路上列車牽引電能需求總和大于再生反饋電能時，整流機(jī)組工作，直流進(jìn)線霍爾電流傳感器一 CTl檢測到的直流進(jìn)線Fl電流大于零，辨識單元IU發(fā)出指令，使地面儲能裝置SE工作在放電狀態(tài)，地面儲能裝置SE根據(jù)當(dāng)前荷電狀態(tài)等釋放電能，或使地面逆變裝置IV停止工作。
【權(quán)利要求】
1.一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，包括整流機(jī)組CV、直流進(jìn)線Fl及其霍爾電流傳感器一 CT1、直流母線B、直流饋線F2及其霍爾電流傳感器二 CT2、測試電阻R及其霍爾電流傳感器三CT3、地面儲能裝置SE和負(fù)荷L ;直流進(jìn)線Fl連接整流機(jī)組CV和母線B ;直流饋線F2連接母線B和負(fù)荷L ;其特征在于:測試電阻R并聯(lián)在母線B與地G之間；霍爾電流傳感器一 CTl、霍爾電流傳感器二 CT2、霍爾電流傳感器三CT3的輸出端與辨識單元IU的輸入端相連；辨識單元IU的輸出端與地面儲能裝置SE的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流牽引系統(tǒng)電能反饋辨識裝置，其特征在于:測試電阻R應(yīng)選擇滿足最小電流測量精度要求的最大電阻值。
【文檔編號】B60M3/00GK203727200SQ201420063515
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】李群湛, 劉煒, 李亞楠 申請人:西南交通大學(xué)