CN103683983A - 一种混合能馈式直流牵引供电装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混合能馈式直流牵引供电装置及控制方法，该装置包括提供牵引功率的二极管整流组件，还包括与二极管整流组件并联的制动能量处理组件，制动能量处理组件包括并联的回馈支路和储能支路，回馈支路将制动能量进行转换后回馈到交流电网中或提供补充牵引功率，储能支路将多余的制动能量进行储存；该控制方法用来控制进行直流牵引供电和制动能量处理，实现方法简单、节能且安全可靠。本发明提供牵引能量时简单可靠、损耗低且过载能力强，又能够对制动能量进行处理，实现制动能量的回馈和储能以对制动能量进行再利用，减少能源的浪费同时降低系统成本，同时使牵引网电压稳定、所需安装空间小。

Description

一种混合能馈式直流牵引供电装置及控制方法

技术领域

本发明涉及城市轨道直流牵引供电系统领域，尤其涉及一种混合能馈式直流牵引供电装置及控制方法。

背景技术

目前世界上绝大多数城轨供电系统采用的是二极管整流技术实现从交流电源到直流牵引电源的转换，尤其是采用24脉波整流技术之后，与电网的谐波兼容问题得到了很好的解决，且二极管整流器过载能力较强，可靠性高，能适应车辆在启动过程中的短时大电流取流要求。如图1所示，传统24脉波二极管整流系统结构，由2个12脉波整流机组12、+7.5°整流变压器111和和-7.5°整流变压器112构成二极管整流组件1，无论是DC750V电压制式，还是DC1500V电压制式，24脉波二极管整流器实质均是利用错相15°相角的两台12脉波整流器等效而成。

二极管整流装置简单可靠，且损耗低，从而获得广泛应用，目前我国直流牵引供电系统普遍采用这一技术，但是采用二极管整流装置具有以下明显的缺点：

（1）能量只能单向流动，列车制动时只有一部分能量被同一供电网下处于牵引状态的列车吸收，其余能量只能被地面或者车载的制动电阻以热能方式消耗掉，造成了极大能源浪费。

（2）由于制动电阻的发热引起站台、地下隧道热量积累，温度上升。某些城轨系统不得不加大隧道通风系统和空调系统容量，造成二次能耗。

（3）采用车载制动电阻模式时，制动电阻增加列车自重，导致列车有效载荷载荷能力下降，并增加了这一部分载荷所导致的电能损耗。

（4）二极管整流装置无法控制直流侧电压，其电压受到交流牵引网电压稳定情况和负载波动情况的影响，严重情况下牵引网直流电压大范围波动，不利于车辆的平稳运行。

对于再生制动能量的处理，绝大多数采用的是制动电阻消耗掉，因此造成了能源的极大损耗并导致了诸如隧道温升过高，牵引网压波动严重等一系列工程问题。针对直流牵引供电系统制动能量的处理，目前已有电阻消耗型、回馈型、储能型以及全PWM整流型等多种技术方案。电阻消耗型方案简单，使用广泛，但不符合节能环保理念；回馈型方案固然可将能量转换后重新再利用，但装置体积庞大，更适用于具有安装空间的场合；储能型方案由于储能元件的制约，系统成本高昂；全PWM型方案技术先进，性能指标优越，但受制于300%过载能力制约，系统成本极高，目前尚无法进入商业推广运用。

中国专利申请CN201220093901.6公开一种能馈式牵引供电装置，由二极管整流机组的交流侧与三相PWM整流机组的交流侧并联之后接牵引变压器的次边，三相PWM整流机组的直流侧通过DC-DC变换器与二极管整流机组直流侧连接。该方案可以实现二极管整流机组与PWM整流机组共用一个变压器，可以减少变压器的数量，降低能馈式变压器的成本，但是此拓扑将在二极管整流机组与三相PWM整流机组之间不可避免产生环流，将降低整个系统的利用率。

中国专利申请CN200820079919.4公开一种模块化的能量回馈式牵引供电装置，提供一种全PWM整流器供电系统，包括一台多绕组变压器，多个PWM整流器单元和一个中央控制器。多绕组变压器有一个原边绕组，多个副边绕组，且所有副边绕组连接方式相同，变压器的每一个副边绕组连接一个PWM整流器单元；所有PWM整流器单元的直流输出都并联到整个供电装置的直流母线上。该方案由于采用的IGBT等全控器件的过载能力远远小于二极管，因此其容量必须按照系统的最大过载来设计，因此会造成系统供电能力的极大浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、能够提供牵引能量的同时实现制动能量的回馈和储能的混合能馈式直流牵引供电系统；本发明进一步提供一种实现方法简单、节能且安全可靠的混合能馈式直流牵引供电系统的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种混合能馈式直流牵引供电装置，包括提供牵引功率的二极管整流组件，还包括与所述二极管整流组件并联的制动能量处理组件，所述制动能量处理组件包括并联的回馈支路和储能支路，所述储能支路的输入端与回馈支路的直流侧相连；所述回馈支路将制动能量进行转换后回馈到交流电网中或提供补充牵引功率，所述储能支路将多余的制动能量进行储存。

作为本发明装置的进一步改进：所述回馈支路包括串联的隔离变压器和回馈变流器，所述隔离变压器为分裂变压器，所述回馈变流器为一个或多个并联的变流器，所述回馈变流器将制动能量转换后经过隔离变压器回馈到交流电网，或输出直流电压作为补充牵引功率。

作为本发明装置的进一步改进：所述储能支路为从全功率储能到零功率储能进行配置的储能装置。

作为本发明装置的进一步改进：所述储能支路包括并联的储能单元和DC/DC变流器，所述储能单元为超级电容、飞轮或锂电池中的一种。

作为本发明装置的进一步改进：所述二极管整流组件包括整流变压器和二极管整流机组，所述二极管整流机组为6脉波、12脉波、24脉波、36脉波或48脉波二极管整流机组中的一种。

一种混合能馈式直流牵引供电装置的控制方法，对列车进行牵引供电时，优先由储能支路释放能量，二极管整流组件对输入的交流电源进行整流，不足的牵引功率由回馈支路进行补充并控制直流电压稳定，当所需牵引功率达到过载时再由二极管整流组件提供不足的功率；列车处于制动状态时对制动能量进行处理，由回馈支路进行回馈，当制动能量超过系统消纳容量时启动储能支路，当制动能量逐步减小到小于消纳容量时，停止储能支路运行后停止回馈支路运行。

作为本发明方法的进一步改进，所述直流牵引供电控制具体步骤为： 

（1.1）列车处于牵引状态，储能支路优先释放一部分储存的能量； 

（1.2）检测二极管整流组件两端的电压和电流信号，当前所需牵引功率在二极管整流组件额定容量范围内，回馈支路不工作，牵引功率仅由二极管整流机组提供； 

（1.3）当前所需牵引功率大于二极管整流组件额定容量范围时，回馈支路补充二极管整流组件的功率不足部分，同时维持直流电压不变； 

（1.4）当前所需牵引功率达到过载时，回馈支路恒功输出同时由二极管整流组件提供不足的功率；回馈支路跟踪二极管整流组件的输出电压，逐步下降运行。

作为本发明方法的进一步改进，所述列车处于制动状态时对制动能量处理的步骤为：

（2.1）列车处于制动状态，监视交流电网电压、直流电压并自动启动回馈支路，回馈支路进行恒压回馈； 

（2.2）当回馈支路的回馈能量超过交流系统消纳容量时，回馈支路进行恒流回馈，同时启动储能支路，将回馈剩余能量储存起来； 

（2.3）列车制动能量从尖峰点逐步下降，下降到小于交流系统消纳容量时，停止储能支路运行，所有能量均回馈到交流系统中自动消纳； 

（2.4）制动能量进一步减少，检测直流牵引网中的直流电压并自动停止回馈支路。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明结合二极管整流系统与回馈型方案、储能型方案，充分结合了三种方案的优势，一方面实现了能量的双向流动，同时能够对制动能量进行处理，实现制动能量的回馈和储能以对制动能量进行再利用，减少能源的浪费同时降低系统成本；另一方面二极管整流系统提供牵引能量时简单可靠、损耗低且过载能力强，结合回馈型方案、储能型方案，充分利用制动能量，既能实现牵引功能，又能实现回馈功能，而无需设置额外制动电能处理系统。

（2）本发明取消了传统回馈变压器，由回馈变流器安装于原12脉波整流器柜位置，使得系统对安装空间的需求大大减少，消除装置体积制约，使之可应用于各种直流牵引变电所；且由于在二极管整流机组及回馈支路中采用了变压器，二极管整流机组及回馈支路中之间不存在环流，变流器的容量可得到充分利用。

（3）本发明通过二极管整流机组和回馈支路不对等容量的分配，加大12脉波整流器容量，减少回馈支路容量需求，满足直流牵引供电系统300%过载1分钟的国标要求，同时能够提升系统的工作效率，实现直流电压的稳压控制。

（4）本发明采用全系统集中联控的方式，通过检测二极管整流机组的电流和电压控制回馈支路和储能支路的开启和关闭，实现方法简单、能够减少能源消耗且安全可靠；进一步的，本发明利用储能支路的配置还具备夜间无功补偿及特殊场合紧急功率支持功能，能更好满足客户需求。

附图说明

图1是传统24脉波二极管整流装置结构原理示意图。

图2是本发明混合能馈式直流牵引供电装置结构示意图。

图3是本发明第一种具体应用实施例结构示意图。

图4是本发明第二种具体应用实施例结构示意图。

图例说明

1、二极管整流组件；2、制动能量处理组件；21、回馈支路；22、储能支路；11、整流变压器；12、二极管整流机组；111、+7.5°整流变压器；112、-7.5°整流变压器；211、隔离变压器；212、回馈变流器；221、储能单元；222、DC/DC变流器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图2所示，本发明混合能馈式直流牵引供电装置结构，包括二极管整流组件1和制动能量处理组件2，二极管整流组件1包括整流变压器11和二极管整流机组12，二极管整流组件1与制动能量处理组件2并联。制动能量处理组件2包括并联的回馈支路21和储能支路22，且二极管整流组件1与回馈支路21的交流侧分别与交流电源35kv/10kV端相连、直流侧分别与直流输出DC750V/1500V端相连，储能支路22的输入端分别与二极管整流组件1与回馈支路21的直流侧相连。二极管整流组件1将牵引电压从交流电转换为直流电并提供给列车，回馈支路21将制动能量进行转换后回送到交流电网中，或将交流电转换后提供补充牵引功率与二极管整流组件1共同进行牵引供电，储能支路22将无法及时消纳的多余的制动能量进行储存。

二极管整流组件1包括依次串联的整流变压器11和二极管整流机组12。回馈支路21包括串联的隔离变压器211和回馈变流器212，隔离变压器211的一端与交流电源35kv/10kV端相连，另一端连接回馈变流器212，回馈变流器212另一端连接直流输出DC750V/1500V端。回馈变流器212将直流侧的制动能量进行转换后经隔离变压器211回馈到交流电网，即进行回送，或输出直流电压作为补充的牵引功率。储能支路22包括并联的储能单元221和DC/DC变流器222，DC/DC变流器222的一端与二极管整流机组12、回馈变流器212相连，另一端连接储能单元221。DC/DC变流器222将二极管整流组件1及回馈支路21输出的多余的制动能量进行转换，并传输给储能单元221进行存储，储能单元221在大电流取流时释放存储的能量或提供短时的紧急功率。

本实施例中，隔离变压器211将回馈的制动能量回送到交流电网，且二极管整流组件1及回馈支路21均采用了变压器，因此二极管整流组件1及回馈支路21中之间不存在环流，回馈能量可得到充分利用。

本实施例中，当直流牵引网下列车处于牵引工况时，二极管整流组件1将牵引电压从交流电转换为直流电并提供给列车，在二极管整流组件1提供的牵引能量不足时，由回馈变流器212同时提供补充的牵引功率。

本实施例中，当城轨车辆处于制动状态时，由回馈支路21将制动能量转换后回送到交流电网，当直流牵引供电系统处于空载状态时，回馈支路21运行于SVG状态，提供感性无功。

本实施例中，当制动回送能量超过交流电网的消纳容量时，由DC/DC变流器222将无法及时消纳的多余的制动能量进行转后后传输给储能单元221进行存储，当列车处于大电流取流的启动工况时，储能单元221将储存的能量释放出来，抑制直流电压的下跌和对交流电网的冲击，当列车处于紧急状况需要紧急功率支持时，储能单元221释放储存的能量，提供一个短时的紧急功率支持。

本发明结合二极管整流系统与回馈型方案、储能型方案，既能提供牵引功率实现牵引供电，且由于采用二极管整流系统进行牵引供电，因此牵引供电简单可靠、损耗低且过载能力强，又能对制动能量进行处理，将制动能量进行回馈和储能以对制动能量进行再利用，减少能源的浪费同时降低系统成本。

本实施例中，回馈支路21的隔离变压器211无需采用-7.5°整流变压器，而直接采用普通的分裂式结构。

本实施例中，回馈支路21的回馈变流器212为一个或多个并联的变流器（可采用二电平、三电平或更多电平的变流器），隔离变压器211的次边绕组数量则根据回馈变流器212进行相应的设置。

本发明利用制动能量处理组件2取代传统24脉波二极管整流装置中的一条12脉波整流器支路，且取消了传统回馈变压器，由回馈变流器安装于原12脉波整流器柜位置，使得系统对安装空间的需求大大减少，消除装置体积制约，使之可应用于各种直流牵引变电所。

本实施例中，储能单元221可以为超级电容、飞轮或锂电池等能够实现快速充电、放电的储能元件。

本实施例中，二极管整流机组12可以采用12或24脉波二极管整流机组，采用12脉波二极管整流机组时，整流变压器11可采用+7.5°整流变压器111或-7.5°整流变压器112，相邻变电所所用变压器的电压相量应互差15°，从而使两个变电所之间构成等效24脉波整流电路，减少上一级交流电网的谐波。

如图3所示，本发明第一种具体应用实施例结构，二极管整流组件1采用12脉波二极管整流机组，其中整流变压器11采用+7.5°整流变压器111，隔离变压器211采用分裂变压器，回馈变流器212采用三相三桥臂的电压型PWM整流器，储能单元221采用超级电容。为了满足回馈支路21的PWM整流器交流侧电压和直流侧电压之间的数学规律约束，回馈支路21的PWM整流器二次侧电压与整流变压器11二次侧电压为不同值，根据负载要求和谐波约束，可计算出隔离变压器211的二次侧电压，通常稍低于整流变压器11二次侧电压。

按照行业标准CJ/T370-2001《城市轨道交通直流牵引供电整流机组技术条件》要求，整流机组有多个容量规格。假设按照传统24脉波二极管整流装置设计时每台整流机组的容量均为P，则变电所直流电源总容量为2P，根据国标GB/T 10411-2005《城市轨道交通直流牵引供电系统》要求，整流机组具备300%额定输出1min的能力，即整流机组可以输出6P的功率运行1分钟。

由于二极管整流的损耗要比PWM整流器损耗小，因此整流工况下应尽量由二极管整流组件1提供能量，回馈支路21只提供小容量的功率支援。此外PWM整流器过载能力差，为了保证PWM整流器不工作在过载工况中，直流牵引供电系统所要求的过载能力只能通过二极管整流组件1来满足。

本实施例中，配置12脉波二极管整流机组额定容量为1.5P，提供4.5P功率1分钟过载能力，而PWM整流器则按照额定容量为1.5P的容量需求进行设置，则全系统过载能力依然可以维持在6P输出1分钟的水平，满足标准要求。

处于回馈工况时，系统能够提供1.5P容量的回馈能力，但通常列车制动能量远大于该容量，回馈变流器212无法处理所有制动能量，此外在分散式供电方式中，即使反馈到35kV/10kV高压交流系统，系统可能无法及时消纳这些能量，制动能量最终被回送到上一级交流电网，回馈电能的经济效益无法被城市轨道交通部门获取。本实施例中通过储能支路22的储能单元221实现多余制动能量的储能功能，储能支路22的容量目标是联合回馈支路，处理总制动能量的70%~80%。

假定传统24脉波整流机组实现直流牵引供电的方案中选择每台12脉波整流器的容量为3000kW，以第一种具体应用实施例结构为例进行容量配置，12脉波整流机组选择为4500kW，PWM整流器容量也为4500kW，超级电容的容量则根据线路列车制动曲线情况进行选取。

本实施例中，根据不同的应用场合，二极管整流组件1还可采用6脉波整流机组、36脉波整流机组、48脉波整流机组或其他整流机组。

如图4所示，本发明第二种具体应用实施例结构，二极管整流机组采用24脉波二极管整流机组，采用+7.5°整流变压器111和-7.5°整流变压器112及2个12脉波二极管整流机组构成等效24脉波整流器。

本实施例中，根据交流电网形式以及线路情况，储能支路22可以从全功率储能到零功率储能进行优化配置，通过储能支路22容量的配置可以构成不同的混合能馈式直流牵引供电系统，例如采用12脉波二极管整流机组与回馈支路组合，而储能支路容量配置为0，或采用24脉波二极管整流机组与回馈支路组合，而储能支路容量配置为0等。

本发明混合能馈式直流牵引供电装置可工作在以下所示的多种工况下，以下以第一种具体应用实施例结构的各种工况为例进行具体说明：

（1）直流牵引供电

当直流牵引网下列车处于牵引工况时，12脉波整流机组将交流侧能量转换为直流能量，提供给列车使用，其中由12脉波整流机组作为主系统，PWM整流器同时提供牵引能量，控制系统通过监视12脉波整流机组1的输入端电压、电流来控制PWM整流器的输出电压和功率，完成牵引功率的补充和直流电压稳定控制。

（2）制动能量回收

当城轨车辆处于制动状态时，制动能量通过回馈支路21回送到交流电网，实现制动能量的再利用。由于制动能量持续时间短，而不是如传统的设计中需要长期工作制，因此回馈支路21处理这类间歇式能量的能力也有所提升，从而满足尖峰式回馈能量的处理需求。由于变压器的存在，12脉波整流机组和回馈支路21之间不存在环流，回馈变流器212的容量可得到充分利用。

（3）制动能量储能和释放

当制动回送能量超过交流电网的消纳容量时，启动储能支路22，将多余的制动能量储存到超级电容当中。当列车处于大电流取流的启动工况时，超级电容将储存的能量释放出来，抑制控制直流电压的下跌和对交流电网的冲击。

（4）紧急功率支持

当交流电网由于气候或大电网故障等原因导致供电中断时，直流供电系统也将处于停电状态，通常情况下不会产生恶劣影响。但当列车处于隧道等场合，停电可能引起旅客恐慌或其他过激行为。这时储能支路22可以提供一个短时的紧急功率支持，利用超级电容储存的能量，维持列车短时间低速运行，驶出隧道、桥梁等特殊区段，缓和旅客情绪。

5）夜间无功补偿

当夜晚12点以后，直流牵引供电系统处于空载状态。这时由于直流电缆的原因，系统容性无功较大，系统功率因数很低。回馈支路21可运行于SVG状态，提供感性无功，提高系统的功率因数水平，使得系统不再需要额外设置单独的SVG装置。

本发明采用二极管整流系统提供牵引能量，简单可靠、损耗低且过载能力强，结合回馈型方案、储能型方案，充分利用制动能量，既能实现牵引功能，又能实现回馈功能，而无需设置额外制动电能处理系统；同时利用储能支路的配置还具备夜间无功补偿及特殊场合紧急功率支持功能，能更好满足客户需求。

本发明混合能馈式直流牵引供电装置的控制方法，对列车进行牵引供电时，优先由储能单元221释放能量，二极管整流组件1对输入的交流电源进行整流，不足的牵引功率由回馈支路21进行补充并控制直流电压稳定，所需牵引功率达到过载时再由二极管整流组件1提供不足的功率；列车处于制动状态时对制动能量处理，由回馈支路21进行回馈，当制动能量超过系统消纳容量时启动储能支路22，当制动能量逐步减小到小于消纳容量时，停止储能支路22运行后停止回馈支路21运行。

本实施例中，二极管整流组件1无需控制，DC/DC变流器222的控制采用常规算法，PWM整流器作为牵引整流器、回馈逆变器以及SVG变流器的控制，采用电压电流双闭环控制策略或直接功率环控制策略等。

传统二极管整流系统无需控制，单独的回馈系统则只控制回馈变流器，本实施例中，由控制系统检测二极管整流组件1的电压和电流信号，采用全系统集中联控的方式对直流牵引供电进行控制，以下以第一种具体应用实施例装置进行直流牵引供电控制方法为例，步骤为：

（1）牵引供电工况下，储能支路22中的超级电容优先释放一部分储存的能量； 

（2）在0~1.5P的功率范围内，即处于二极管整流组件1的额定功率范围内，PWM整流器不工作，牵引功率仅由二极管整流组件1供电，充分发挥二极管整流低损耗的优势。这一阶段中直流电压遵循二极管机组电压调整率下降曲线而变化； 

（3）当功率需求在1.5P~3P功率范围内，即大于二极管整流组件1的额定功率范围时，PWM整流器补充二极管整流组件1的功率不足部分，同时维持直流电压不变； 

（4）当功率需求超过3P需求后，即达到过载时，PWM整流器恒功输出，不足功率由二极管整流组件1提供，此时PWM整流器跟踪二极管整流机组输出电压，呈逐步下降趋势运行。

    其中，12脉波二极管整流机组1额定容量为1.5P，提供4.5P功率1分钟过载能力，而PWM整流器额定容量为1.5P的容量，全系统过载能力为6P输出1分钟。

本实施例中，对制动能量处理的控制方法步骤为：

（1）列车处于制动工况时，通过监视交流电网电压、直流电压来自动启动PWM整流器， PWM整流器处于恒压回馈； 

（2）当PWM整流器回馈能量超过交流系统消纳容量时，PWM整流器进行恒流回馈，同时启动储能支路22中DC/DC变流器222，将回馈剩余能量储存起来； 

（3）当列车制动能量从尖峰点逐步下降到小于交流系统消纳容量时，停止DC/DC变流器222运行，所有能量均回馈到交流系统自动消纳； 

（4）制动能量进一步减少，通过检测直流牵引网中的直流电压自动停止PWM整流器，等待牵引网电压的下一变化情况。

本发明采用全系统集中联控的方式，通过检测二极管整流机组的电流和电压控制回馈直流和储能支路的开启和关闭，提供直流牵引功率同时对制动能量进行回馈和储能处理，实现方法简单、能够减少能源消耗且安全可靠。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。 

Claims (8)

1.一种混合能馈式直流牵引供电装置，包括提供牵引功率的二极管整流组件（1），其特征在于：还包括与所述二极管整流组件（1）并联的制动能量处理组件（2），所述制动能量处理组件（2）包括并联的回馈支路（21）和储能支路（22），所述储能支路（22）的输入端与回馈支路（21）的直流侧相连；所述回馈支路（21）将制动能量进行转换后回馈到交流电网中或提供补充牵引功率，所述储能支路（22）将多余的制动能量进行储存。

2.根据权利要求1所述的混合能馈式直流牵引供电装置，其特征在于：所述回馈支路（21）包括串联的隔离变压器（211）和回馈变流器（212）；所述隔离变压器（211）为分裂变压器，所述回馈变流器（212）为一个或多个并联的变流器，所述回馈变流器（212）将制动能量转换后经过隔离变压器（211）回馈到交流电网，或输出直流电压作为补充牵引功率。

3.根据权利要求2所述的混合能馈式直流牵引供电装置，其特征在于：所述储能支路（22）为从全功率储能到零功率储能进行配置的储能装置。

4.根据权利要3所述的混合能馈式直流牵引供电装置，其特征在于：所述储能支路（22）包括并联的储能单元（221）和DC/DC变流器（222），所述储能单元（221）为超级电容、飞轮或锂电池中的一种。

5.根据权利要求4所述的混合能馈式直流牵引供电装置，其特征在于：所述二极管整流组件（1）包括整流变压器（11）和二极管整流机组（12），所述二极管整流机组（12）为6脉波、12脉波、24脉波、36脉波或48脉波二极管整流机组中的一种。

6.一种利用权利要求1~5中任意一项所述的混合能馈式直流牵引供电装置的控制方法，其特征在于，对列车进行直流牵引供电时，优先由储能支路（22）释放能量，二极管整流组件（1）对输入的交流电源进行整流，不足的牵引功率由回馈支路（21）进行补充并控制直流电压稳定，当所需牵引功率达到过载时再由二极管整流组件（1）提供不足的功率；列车处于制动状态时对制动能量进行处理，由回馈支路（21）进行回馈，当制动能量超过系统消纳容量时启动储能支路（22），当制动能量逐步下降到小于消纳容量时，停止储能支路（22）运行后停止回馈支路（21）运行。

7.根据权利要求6所述的混合能馈式直流牵引供电装置的控制方法，其特征在于，所述对列车进行直流牵引供电的具体步骤为： 

1.1）列车处于牵引状态，储能支路（22）优先释放一部分储存的能量； 

1.2）检测二极管整流组件（1）两端的电压和电流信号，当前所需牵引功率在二极管整流组件（1）额定容量范围内，回馈支路（21）不工作，牵引功率仅由二极管整流组件（1）提供； 

1.3）当前所需牵引功率大于二极管整流组件（1）额定容量范围时，回馈支路（21）补充二极管整流组件（1）的功率不足部分，同时维持直流电压不变； 

1.4）当前所需牵引功率达到过载时，回馈支路（21）恒功输出同时由二极管整流组件（1）提供不足的功率；回馈支路（21）跟踪二极管整流组件（1）的输出电压，逐步下降运行。

8.根据权利要求6所述的混合能馈式直流牵引供电装置的控制方法，其特征在于，所述列车处于制动状态时对制动能量处理的具体步骤为：

2.1）列车处于制动状态，监视交流电网电压、直流电压并自动启动回馈支路（21），回馈支路（21）进行恒压回馈； 

2.2）当回馈支路（21）的回馈能量超过交流系统消纳容量时，回馈支路（21）进行恒流回馈，同时启动储能支路（22），将回馈剩余能量储存起来； 

2.3）列车制动能量从尖峰点逐步下降，下降到小于交流系统消纳容量时，停止储能支路（22）运行，所有能量均回馈到交流系统中自动消纳； 

2.4）制动能量进一步减少，检测直流牵引网中的直流电压并自动停止回馈支路（21）。

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