CN103972914A - 实现电能存储与再生双向dc/dc变流器方法 - Google Patents

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邓永红
张全柱
马红梅
黄成玉
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Abstract

本发明实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法，其特征在于，包括：分布式发电电路、超级电容器储能系统、逆变电路及负载；所述超级电容器储能系统包括：超级电容器组、充放电电路；所述分布式发电电路正极端通过直流母线电压外环与逆变电路相连；所述分布式发电电路负极端通过电感电流内环与逆变电路相连；所述超级电容组与充放电电路相连；所述充放电电路两端分别通过直流母钱与电感电流跨接于分布式发电电路与逆变电路之间；所述逆变电路与负载相连。本发明的有益效果：将非隔离型双向Buck-Boost电路应用到超级电容器的充放电过程中，采用电压电流双闭环控制策略可以在各种扰动条件下保证直流母线电压的波动，提高整个系统的运行性能。

Description

实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法
技术领域
本发明涉及一种实现电能存储与再生的系统，尤其涉及到实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法。
背景技术
城市轨道交通作为大运量、快速、准时的公共交通工具，需要频繁起动和制动，由于传统牵引供电系统不能反向回收能量，故车辆再生制动时产生的多余能量都被浪费，不但浪费能源而且还增加了其他用电设备的运行负担。不能回收的能量只能通过热能的形式散发在空气中，从而增加了通风系统的显负荷。因此本文研究城市轨道交通再生制动能量存储技术，把制动时产生的能量合理利用起来，达到节约能源的目的；同时可以去掉车载制动电阻，实现车辆轻量化，提高城市轨道交通的运载能力；还可以稳定直流电网的供电电压；减少空气制动的使用，从而减少机车的闸瓦的使用，从而降低车辆的维护工作量，减少隧道内粉尘，并且改善车辆运行环境，提高乘客舒适度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够将铁轨电机车制动产生的能量储存再利用的系统，即实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法。
为解决上述技术问题，本发明实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法，其特征在于，包括：分布式发电电路、超级电容器储能系统、逆变电路及负载；所述超级电容器储能系统包括：超级电容器组、充放电电路；所述分布式发电电路正极端通过直流母线电压外环与逆变电路相连；所述分布式发电电路负极端通过电感电流内环与逆变电路相连；所述超级电容组与充放电电路相连；所述充放电电路两端分别通过直流母钱与电感电流跨接于分布式发电电路与逆变电路之间；所述逆变电路与负载相连。
优选的，所述充放电电路为非隔离型双向Buck-Boost电路。
优选的，所述超级电容组包括若干个电容组。
本发明的有益效果：将非隔离型双向Buck-Boost电路应用到超级电容器的充放电过程中，采用电压电流双闭环控制策略可以在各种扰动条件下保证直流母线电压的波动，提高整个系统的运行性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1为本发明的总体框图。
图2非隔离型双向Buck-Boost电路图。
具体实施效果
参见图1，包括：分布式发电电路、超级电容器储能系统、逆变电路及负载；超级电容器储能系统包括：超级电容器组、充放电电路；分布式发电电路正极端通过直流母线电压外环与逆变电路相连；分布式发电电路负极端通过电感电流内环与逆变电路相连；超级电容组与充放电电路相连；充放电电路两端分别通过直流母钱与电感电流跨接于分布式发电电路与逆变电路之间；逆变电路与负载相连。
参见图2，该电路能够实现两象限运行，即变换器两端电压方向不变，电流方向可变，在功能上相当于Buc变换器和Boost变换器的组合。当开关管S1以一定占空比开关，D2为续流二级管时，变换器等效为Buck变换器，能量由Udc流向Usc,超级电容器组吸收能量；当开关管S2以一定占空比开关，D1为续流二极管时，变换器等效为Boost变换器，能量由Usc流向Udc，超级电容器组释放能量。换言之，当直流母线电压升高或降低时，通过控制两个开关管的通断即可实现超级电容器组的储能或释能，从而抑制直流母线电压的波动，提高了整个系统的稳定性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法，其特征在于，包括：分布式发电电路、超级电容器储能系统、逆变电路及负载；所述超级电容器储能系统包括：超级电容器组、充放电电路；所述分布式发电电路正极端通过直流母线电压外环与逆变电路相连；所述分布式发电电路负极端通过电感电流内环与逆变电路相连；所述超级电容组与充放电电路相连；所述充放电电路两端分别通过直流母钱与电感电流跨接于分布式发电电路与逆变电路之间；所述逆变电路与负载相连。
2.根据权利要求1所述的实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法，其特征在于，所述充放电电路为非隔离型双向Buck-Boost电路。
3.根据权利要求1所述的实现电能存储与再生双向DC/DC变流器方法，其特征在于，所述超级电容组包括若干个电容组。
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