再生制動(dòng)能量回饋裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)車輛的電源線路領(lǐng)域，尤其涉及一種再生制動(dòng)能量回饋裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電動(dòng)列車(如地鐵)在制動(dòng)過程中，將產(chǎn)生再生制動(dòng)能量，該再生制動(dòng)能量以直流電的形式向接觸網(wǎng)回輸，造成接觸網(wǎng)電壓的升高，這對(duì)于列車供電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行十分不利。因此，需要將列車回饋的直流電進(jìn)行妥善處理，以維持接觸網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。
[0003]現(xiàn)有的處理列車回饋的直流電的方法是在列車上安裝能量消耗裝置，將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的回饋直流電消耗掉。但是，由于能量消耗裝置一般是電阻吸收裝置，重量大，增加了列車的負(fù)擔(dān)，增大了列車的牽引動(dòng)力的消耗，而且由于電阻吸收裝置在吸收電能時(shí)，將產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致隧道內(nèi)的溫度升高，對(duì)環(huán)境帶來不良影響。此外，電阻吸收裝置體積大，而有些列車空余的空間較小，車身難以安裝這種消耗能量的裝置，這將嚴(yán)重影響列車的穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種再生制動(dòng)能量回饋裝置、系統(tǒng)及方法，本發(fā)明將列車制動(dòng)的能量回收至交流電網(wǎng)，避免能量的浪費(fèi)，維持了接觸網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，而且本發(fā)明裝置可以安裝于站點(diǎn)內(nèi)，減輕了列車的負(fù)擔(dān)，節(jié)約了列車的能耗。
[0005]本發(fā)明提供一種再生制動(dòng)能量回饋裝置，包括電壓測量開關(guān)電路和逆變器，所述電壓測量開關(guān)電路的第一輸入端用于連接接觸網(wǎng)，所述電壓測量開關(guān)電路的第一輸出端連接所述逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端用于向交流電網(wǎng)輸出交流電；
[0006]其中，所述電壓測量開關(guān)電路用于檢測所述接觸網(wǎng)的直流電壓，當(dāng)檢測到的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，將所述逆變器的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通；
[0007]所述逆變器用于當(dāng)所述逆變器的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通后，將所述接觸網(wǎng)輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。
[0008]優(yōu)選的，所述逆變器為三相逆變器，所述交流電網(wǎng)為380伏交流電網(wǎng)；
[0009]在所述逆變器的輸出端與所述交流電網(wǎng)之間設(shè)有降壓并網(wǎng)裝置，所述降壓并網(wǎng)裝置用于將所述逆變器輸出的交流電調(diào)整為與所述交流電網(wǎng)同壓同頻同相序的交流電，并將調(diào)整后的交流電向所述交流電網(wǎng)輸出。
[0010]優(yōu)選的，所述電壓測量開關(guān)電路的第一輸出端還連接所述降壓并網(wǎng)裝置的控制端，用于當(dāng)檢測到的直流電壓小于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，向所述降壓并網(wǎng)裝置的控制端輸出切除信號(hào)，以使所述降壓并網(wǎng)裝置切除與所述交流電網(wǎng)的連接，以及用于當(dāng)檢測到的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，向所述降壓并網(wǎng)裝置的控制端輸出連接信號(hào)，以使所述降壓并網(wǎng)裝置接通所述交流電網(wǎng)。
[0011]優(yōu)選的，所述逆變器與所述降壓并網(wǎng)裝置之間還設(shè)有濾波器。
[0012]優(yōu)選的，所述降壓并網(wǎng)裝置包括檢測器，所述檢測器用于檢測所述降壓并網(wǎng)裝置向所述交流電網(wǎng)輸出的交流電的電壓、頻率和相序，當(dāng)檢測到的交流電的電壓、頻率和相序中的一項(xiàng)或多項(xiàng)與所述交流電網(wǎng)不符時(shí)，所述檢測器停止所述降壓并網(wǎng)裝置向所述交流電網(wǎng)輸電。
[0013]優(yōu)選的，所述再生制動(dòng)能量回饋裝置還包括再生制動(dòng)能量電阻吸收裝置，所述再生制動(dòng)能量電阻吸收裝置的輸入端連接所述電壓測量開關(guān)電路的第二輸出端；
[0014]所述檢測器的輸出端連接所述電壓測量開關(guān)電路的第二輸入端，用于當(dāng)檢測到的交流電的電壓、頻率和相序中的一項(xiàng)或多項(xiàng)與所述交流電網(wǎng)不符時(shí)，向所述電壓測量開關(guān)電路輸入切換信號(hào)，以將所述逆變器的輸入端與所述接觸網(wǎng)斷開，以及將所述再生制動(dòng)能量電阻吸收裝置與所述接觸網(wǎng)連通。
[0015]本發(fā)明還提供一種再生制動(dòng)能量回饋方法，包括:
[0016]檢測接觸網(wǎng)的直流電壓的壓值，當(dāng)檢測到的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，從所述接觸網(wǎng)接收直流電；
[0017]將接收的直流電進(jìn)行逆變；
[0018]向交流電網(wǎng)輸出逆變后形成的交流電。
[0019]優(yōu)選的，所述交流電網(wǎng)為380伏交流電網(wǎng)；
[0020]所述將接收的直流電進(jìn)行逆變的步驟包括:將接收的直流電進(jìn)行三相逆變；
[0021]所述向交流電網(wǎng)輸出逆變后形成的交流電的步驟包括:將逆變后形成的交流電調(diào)整為與所述交流電網(wǎng)同壓同頻同相序的交流電，并將調(diào)整后的交流電向所述交流電網(wǎng)輸出。
[0022]優(yōu)選的，所述再生制動(dòng)能量回饋方法還包括:檢測向所述交流電網(wǎng)輸出的交流電的電壓、頻率和相序，當(dāng)檢測到的交流電的電壓、頻率和相序中的一項(xiàng)或多項(xiàng)與所述交流電網(wǎng)不符時(shí)，停止向所述交流電網(wǎng)輸電，以及停止將接收的直流電進(jìn)行逆變，將接收的直流電進(jìn)行電阻吸收處理。
[0023]本發(fā)明還提供一種再生制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)，包括:列車、接觸網(wǎng)和如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的再生制動(dòng)能量回饋裝置，所述再生制動(dòng)能量回饋裝置設(shè)于列車線路的站點(diǎn)內(nèi)，所述列車的受流裝置連接所述接觸網(wǎng)，所述接觸網(wǎng)連接所述再生制動(dòng)能量回饋裝置的輸入端，所述生制動(dòng)能量回饋裝置的輸出端連接交流電網(wǎng)。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例不僅將列車制動(dòng)的能量回收至交流電網(wǎng)，避免產(chǎn)生大量熱量，造成能量的浪費(fèi)，而且維持了接觸網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。此外，本發(fā)明裝置可以安裝于站點(diǎn)內(nèi)，減輕了列車的負(fù)擔(dān)，節(jié)約了列車的能耗，而且易于維護(hù)。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種再生制動(dòng)能量回饋裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種再生制動(dòng)能量回饋裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3提供的一種再生制動(dòng)能量回饋方法流程示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例4提供的一種再生制動(dòng)能量回饋方法流程示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明實(shí)施例5提供的一種再生制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本實(shí)施例提供一種再生制動(dòng)能量回饋裝置，應(yīng)用于地鐵等軌道交通系統(tǒng)，以下對(duì)該再生制動(dòng)能量回饋裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0034]如圖1所示，一種再生制動(dòng)能量回饋裝置103，包括電壓測量開關(guān)電路101和逆變器102，所述電壓測量開關(guān)電路101的第一輸入端用于連接接觸網(wǎng)，所述電壓測量開關(guān)電路101的第一輸出端連接所述逆變器102的輸入端，所述逆變器102的輸出端用于向交流電網(wǎng)輸出交流電。其中，所述電壓測量開關(guān)電路101用于檢測所述接觸網(wǎng)的直流電壓，當(dāng)檢測到的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，將所述逆變器102的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通；所述逆變器102用于當(dāng)所述逆變器102的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通后，將所述接觸網(wǎng)輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。
[0035]在本實(shí)施例中，所述接觸網(wǎng)可以用于向列車提供750伏、1.5千伏或3千伏直流電。所述電壓測量開關(guān)電路101實(shí)時(shí)監(jiān)測所述接觸網(wǎng)上的直流電壓變化，當(dāng)檢測到所述接觸網(wǎng)上的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，則判斷列車處于制動(dòng)狀態(tài)，向所述接觸網(wǎng)回饋直流電，因此，將所述逆變器102的輸入端與所述接觸網(wǎng)連通，從所述接觸網(wǎng)接收直流電。當(dāng)列車處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，回饋的直流電將使所述接觸網(wǎng)的電壓升高，因此，作為判斷列車是否處于制動(dòng)狀態(tài)的基準(zhǔn)電壓，所述預(yù)設(shè)的直流電壓值應(yīng)大于所述接觸網(wǎng)空載時(shí)的電壓，但其可以取經(jīng)驗(yàn)估值。例如，當(dāng)所述接觸網(wǎng)的空載電壓為1.5千伏時(shí)，可以將所述預(yù)設(shè)的直流電壓值設(shè)為1.8千伏。這里需要說明的是，由于不同的車型的列車，其回饋的直流電的能量不同，所述預(yù)設(shè)值也可能有所不同，因此，所述預(yù)設(shè)值可以通過多次試驗(yàn)獲得。
[0036]本實(shí)施例提供的再生制動(dòng)能量回饋裝置103可以安裝于站點(diǎn)內(nèi)，當(dāng)列車駛?cè)胝军c(diǎn)，進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，所述再生制動(dòng)能量回饋裝置103可以接收回饋的直流電壓，從而維持接觸網(wǎng)的電壓的穩(wěn)定。由于所述再生制動(dòng)能量回饋裝置103不安裝于列車上，從而可以減輕列車的負(fù)擔(dān)，減少列車牽引消耗。此外，所述再生制動(dòng)能量回饋裝置103將從所述接觸網(wǎng)中接收的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并輸送給交流電網(wǎng)，從而可以將轉(zhuǎn)換的交流電用于站點(diǎn)的照明、設(shè)備用電等。
[0037]實(shí)施例2
[0038]如圖2所示，一種再生制動(dòng)能量回饋裝置201，包括電壓測量開關(guān)電路202和逆變器203，所述電壓測量開關(guān)電路202的第一輸入端用于連接接觸網(wǎng)，所述電壓測量開關(guān)電路202的第一輸出端連接所述逆變器203的輸入端，所述逆變器203的輸出端用于向交流電網(wǎng)輸出交流電。其中，所述電壓測量開關(guān)電路202用于檢測所述接觸網(wǎng)的直流電壓，當(dāng)檢測到的直流電壓大于或等于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，將所述逆變器203的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通；所述逆變器203用于當(dāng)所述逆變器203的輸入端和所述接觸網(wǎng)連通后，將所述接觸網(wǎng)輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。
[0039]這里需要說明的是，所述預(yù)設(shè)的直流電壓與實(shí)施例1中的預(yù)設(shè)的直流電壓相同，這里不再贅述。
[0040]在本實(shí)施例中，所述逆變器203為三相逆變器，所述交流電網(wǎng)為380伏交流電網(wǎng)。即將從所述接觸網(wǎng)接收的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，并輸出給交流電網(wǎng)。為了更好的將三相逆變器輸出的電流能夠并入三相交流電網(wǎng)，在所述逆變器203的輸出端與所述交流電網(wǎng)之間設(shè)有降壓并網(wǎng)裝置205，所述降壓并網(wǎng)裝置205用于將所述逆變器203輸出的交流電調(diào)整為與所述交流電網(wǎng)同壓同頻同相序的交流電，并將調(diào)整后的交流電向所述交流電網(wǎng)輸出。
[0041]向所述交流電網(wǎng)輸出的交流電可以用于站點(diǎn)的照明及其他設(shè)備的使用，實(shí)現(xiàn)了回饋能量的利用。
[0042]優(yōu)選的，所述電壓測量開關(guān)電路202的第一輸出端還連接所述降壓并網(wǎng)裝置205的控制端，用于當(dāng)檢測到的直流電壓小于預(yù)設(shè)的直流電壓時(shí)，向所述降壓并網(wǎng)裝置205的控制端輸出切除信號(hào)，以使所述降壓并網(wǎng)裝置205切除與所述交流電網(wǎng)的連接，從而確保在逆變器203沒有接收到交流電的