CN105099508A - 一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，该方法包括：牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；列车通过高压电力传输线接收牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线中向牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；牵引供电系统接收牵引网电压调节信号，对牵引网的电压进行调节，调节至第一预设电压范围内。该方法实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

Description

一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法

技术领域

本发明涉及牵引供电系统的技术领域，特别是涉及一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法。

背景技术

目前，轨道交流车辆通过受电弓、电靴等装置从牵引网或第三轨中获取电能，从而实现轨道车辆持续不断的牵引动能；或者将车辆制动所产生的电能反送回供电系统。牵引供电系统与轨道车辆之间的关系就如同电源与负载之间的关系：牵引供电系统就是电源，而车辆就是负载，只不过在某些工况下负载也可以将其他能源转换为电能反送回电源。

这种简单的电源-负载关系随着负载的日趋复杂而逐渐在某些场合变得恶化。例如列车车辆大电流牵引运行于牵引网末端时，可能导致牵引网电压被急剧拉低；而列车车辆大电流制动运行于牵引网末端时，又会导致牵引网电压被急剧抬升。牵引供电系统与列车之间只有简单的电压—电流的物理约束关系，而无其他任何信息的交互，牵引供电系统无法及时响应列车的能量需求。

现有技术并无牵引供电系统和列车车辆之间的任何信息交互。两者之间的关系仅仅只是牵引网电压与列车电流这一基本的电量约束关系，但是牵引网电压受到牵引网长度、材料、设计方式等多种因素的制约，无法通过简单的牵引网电压—列车电流这一关系来计算出列车所需的电能以及牵引网能提供的供电能力等结果。也就是说牵引供电系统与列车之间是一个刚性开环连接。这一关系导致牵引网电压受到列车的影响而在较大范围内波动，甚至超出容许值，牵引网电压偏高会导致列车的保护设备跳闸，整个列车断电，不能运行，牵引网电压偏低会导致列车不在最佳工作的额定电压范围内，列车的效率较低，整个会影响列车运行的效率和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，以实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，包括：

牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；

列车通过所述高压电力传输线接收所述牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线中向所述牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；

所述牵引供电系统接收所述牵引网电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第一预设电压范围内。

优选的，所述方法还包括：

所述列车利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线中向所述牵引供电系统传输列车电压信号；

所述牵引供电系统通过所述高压电力传输线接收所述列车电压信号，判断所述列车的电压是否在第二预设电压范围之内；若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输列车电压调节信号；

所述牵引供电系统接收所述列车电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第二预设电压范围内。

优选的，所述牵引供电系统中设置有第一电力调制解调器，所述列车中设置有第二电力调制解调器。

优选的，所述方法还包括：

所述第一电力调制解调器与所述第二电力调制解调器之间进行信息流的传递。

优选的，所述牵引供电系统包括直流牵引供电系统或者直流牵引供电系统。

优选的，所述牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号，包括：

所述牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用载波方式将牵引网电压信号转换为第一电力载波信号，在所述高压电力传输线上传输所述第一电力载波信号至列车。

优选的，所述列车通过所述高压电力传输线接收所述牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内，包括：

所述列车通过所述高压电力传输线接收所述第一电力载波信号，将所述第一电力载波信号转换为所述牵引网电压信号，依据所述牵引网电压信号判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内。

优选的，所述若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调节信号，包括：

若牵引网的电压不在第一预设电压范围之内，当所述牵引网的电压小于所述第一预设电压范围时，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调大信号；当所述牵引网的电压大于所述第一预设电压范围时，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调小信号。

本发明所提供的一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；列车通过高压电力传输线接收牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线中向牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；牵引供电系统接收牵引网电压调节信号，对牵引网的电压进行调节，调节至第一预设电压范围内。可见，牵引网供电系统和列车利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上传输信号，互相进行信息交流反馈，利用高压电力传输线提供牵引供电系统和列车之间的信息平台，实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法的流程图；

图2为本发明提供的牵引供电系统与列车之间通过电力调制调节器进行通信的原理示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，以实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法的流程图，该方法包括：

S11：牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；

其中，电力载波通信是电力系统特有的通信方式，电力载波通信是利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。这样不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

其中，牵引供电系统除了利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号，也能利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电流信号、牵引网功率信号或者牵引供电系统状态信号。

具体的，牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用载波方式将牵引网电压信号转换为第一电力载波信号，在高压电力传输线上传输所述第一电力载波信号至列车。要在电力输电线上进行数据信号的传递，则需要将原先的数据信号调制到高频载波上，得到电力载波信号，该电力载波信号仍然表示原先的数据信号，只是信号频率有所改变，然后在将调制后的电力载波信号在高压电力输电线上传递，通过高压电力输电线传递至列车。

S12：列车通过高压电力传输线接收牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线中向所述牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；

其中，列车通过高压电力传输线接收第一电力载波信号，将第一电力载波信号转换为所述牵引网电压信号，依据所述牵引网电压信号判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内。因为接受到的是第一电力载波信号，要获得原先的牵引网电压信号，需要对第一电力载波信号进行解调过程之后获取原先的数据信号，即牵引网电压信号。

具体的，若牵引网的电压不在第一预设电压范围之内，当牵引网的电压小于第一预设电压范围时，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线上向牵引供电系统传输牵引网电压调大信号；当牵引网的电压大于第一预设电压范围时，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调小信号。

S13：牵引供电系统接收牵引网电压调节信号，对牵引网的电压进行调节，调节至第一预设电压范围内。

其中，当牵引网的电压小于第一预设电压范围时，牵引供电系统接收牵引网电压调大信号，对牵引网的电压进行调节，调节电压变大，并把牵引网的电压调大至第一预设范围内后，停止调节。第一预设电压范围可设为22.5KV～29KV，这个范围内的牵引网的电压属于正常范围内，列车也从牵引网获取正常的电流，不会出现列车上的保护装置出现跳闸现象导致列车断电的现象，提高列车运行的效率和可靠性。

其中，牵引供电系统包括直流牵引供电系统或者直流牵引供电系统。

具体的，牵引供电系统中设置有第一电力调制解调器，列车中设置有第二电力调制解调器，第一电力调制解调器与第二电力调制解调器之间进行信息流的传递，第一电力调制解调器能够将信息流发送至第二电力调制解调器，第二电力调制解调器也能够将信息流发送至第一电力调制解调器，信息流包括电压或者电流。可参见图2，图2为本发明提供的牵引供电系统与列车之间通过电力调制调节器进行通信的原理示意图，图中牵引供电系统中的设第一电力调制解调器与列车车辆中的第二电力调制解调器互相之间进行信息流的传递。

当然第一电力调制解调器与第二电力调制解调器，除了互相之间进行信息流的传递，还能对信号进行调整，即牵引供电系统中的第一电力调制调节器能够进行调制过程，将牵引网电压信号调制转换为第一电力载波信号，列车中的第二电力调制解调器能够将第一电力载波信号解调成原来的牵引网电压信号，变成原始信号即牵引网电压信号。

本发明所提供的一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；列车通过高压电力传输线接收牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线中向牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；牵引供电系统接收牵引网电压调节信号，对牵引网的电压进行调节，调节至第一预设电压范围内。可见，牵引网供电系统和列车利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上传输信号，互相进行信息交流反馈，利用高压电力传输线提供牵引供电系统和列车之间的信息平台，实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

可选的，所述方法还包括以下步骤：

S21：列车利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线中向所述牵引供电系统传输列车电压信号；

S22：牵引供电系统通过高压电力传输线接收列车电压信号，判断列车的电压是否在第二预设电压范围之内；若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线上向牵引供电系统传输列车电压调节信号；

S23：牵引供电系统接收所述列车电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第二预设电压范围内。

其中，步骤S21-S23整个过程与步骤S11-S13整个过程是并列的。

其中，列车除了利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向牵引供电系统传输牵引网电压信号，也能利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上向牵引供电系统传输列车电流信号、列车功率信号、列车速度信号或者列车状态信号。

具体的，在高压电力传输线上不仅仅能够电压信号，也能传输其它信号，例如牵引网供电系统的电流信号，功率信号，速度信号或者状态信号，也可以传输列车的电流信号，功率信号，速度信号或者状态信号。

基于上述可选的步骤S21-S23为本发明所提供的又一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，列车利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线中向所述牵引供电系统传输列车电压信号，牵引供电系统通过高压电力传输线接收列车电压信号，判断列车的电压是否在第二预设电压范围之内，若否，利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力线传输线上向牵引供电系统传输列车电压调节信号，牵引供电系统接收所述列车电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第二预设电压范围内。可见，牵引网供电系统和列车利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在高压电力传输线上传输信号，互相进行信息交流反馈，利用高压电力传输线提供牵引供电系统和列车之间的信息平台，实现牵引供电系统和列车之间的信息交互，提高列车运行的效率和可靠性。

以上对本发明所提供的提供一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种牵引供电系统与列车之间进行通信的方法，其特征在于，包括：

牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号；

列车通过所述高压电力传输线接收所述牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内；若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线中向所述牵引供电系统传输牵引网电压调节信号；

所述牵引供电系统接收所述牵引网电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第一预设电压范围内。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述列车利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线中向所述牵引供电系统传输列车电压信号；

所述牵引供电系统通过所述高压电力传输线接收所述列车电压信号，判断所述列车的电压是否在第二预设电压范围之内；若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输列车电压调节信号；

所述牵引供电系统接收所述列车电压调节信号，对所述牵引网的电压进行调节，调节至所述第二预设电压范围内。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引供电系统中设置有第一电力调制解调器，所述列车中设置有第二电力调制解调器。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一电力调制解调器与所述第二电力调制解调器之间进行信息流的传递。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述牵引供电系统包括直流牵引供电系统或者直流牵引供电系统。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力传输线上向列车传输牵引网电压信号，包括：

所述牵引供电系统利用高压电力传输线作为信息传输媒介，采用载波方式将牵引网电压信号转换为第一电力载波信号，在所述高压电力传输线上传输所述第一电力载波信号至列车。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述列车通过所述高压电力传输线接收所述牵引网电压信号，判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内，包括：

所述列车通过所述高压电力传输线接收所述第一电力载波信号，将所述第一电力载波信号转换为所述牵引网电压信号，依据所述牵引网电压信号判断牵引网的电压是否在第一预设电压范围之内。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述若否，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调节信号，包括：

若牵引网的电压不在第一预设电压范围之内，当所述牵引网的电压小于所述第一预设电压范围时，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调大信号；当所述牵引网的电压大于所述第一预设电压范围时，利用所述高压电力传输线作为信息传输媒介，采用电力线载波通信方式在所述高压电力线传输线上向所述牵引供电系统传输牵引网电压调小信号。