CN106549403A - 地铁地面能量吸收及应急系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地铁地面能量吸收及应急系统。该系统包括：DC/DC变流器和储能装置；DC/DC变流器的正极与接触网的正极连接，DC/DC变流器的负极与牵引变电所的负极连接，DC/DC变流器用于监测接触网的电压；储能装置与DC/DC变流器电连接，储能装置通过DC/DC变流器吸收地铁地面能量，和/或，储能装置通过DC/DC变流器释放电能。本发明可以提高地铁再生能量的可利用性，实现绿色节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及地铁供电领域，尤其涉及一种地铁地面能量吸收及应急系统。
背景技术
近年来，随着城市交通的发展，地铁已成为城市的主要交通工具。但地铁车辆在制动时会向接触网回馈能量，当这部分能量不能完全被地铁车辆或用电设备吸收时，会造成接触网电压升高，从而影响地铁车辆的运行，因此需要装置吸收这部分能量，以维持接触网电压稳定。
现阶段，普遍采用地铁制动能量吸收装置吸收地铁车辆在制动过程中产生的过多能量。具体地，地铁制动能量吸收装置中包含制动电阻，该制动电阻以热量形式消耗该部分能量。这样导致制动能量的浪费，不利于绿色节能环保。
发明内容
本发明提供一种地铁地面能量吸收及应急系统，以提高地铁地面能量的可利用性，实现绿色节能环保。
第一方面，本发明提供一种地铁地面能量吸收及应急系统，包括：直流DC/DC变流器和储能装置；所述DC/DC变流器的正极与接触网的正极连接，所述DC/DC变流器的负极与牵引变电所的负极连接，所述DC/DC变流器用于监测所述接触网的电压所述牵引变电所的状态；所述储能装置与所述DC/DC变流器电连接，所述储能装置通过所述DC/DC变流器吸收地铁地面能量，和/或，所述储能装置通过所述DC/DC变流器释放电能。
根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，当所述DC/DC变流器监测到所述接触网的电压高于第一预设值时，所述DC/DC变流器为所述储能装置充电，所述第一预设值用于表征导致地铁车辆异常运行的电压值。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，在地铁车辆制动过程中，所述DC/DC变流器将所述地铁车辆产生的、来自所述接触网的部分或全部地铁地面能量进行降压，为所述储能装置充电。
根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，当所述DC/DC变流器监测到所述接触网的电压低于第二预设值时，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能具体为：所述DC/DC变流器将所述储能装置的放电电压变换为第三预设值向所述接触网供电，所述第三预设值大于或等于所述第二预设值。
根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第二预设值为1500伏特，所述第三预设值为1600伏特。
根据第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，当所述DC/DC变流器监测到所述牵引变电所故障时，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能。
根据第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能具体为：所述DC/DC变流器将所述储能装置的放电电压变换为第四预设值向所述接触网应急供电，所述第四预设值用于表征地铁车辆正常运行时所需电压值。
根据第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第四预设值为1600伏特。
根据第一方面、第一方面的第一种至第八种可能的实现方式中任意一种，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述储能装置为超能电容器。
本发明提供的地铁地面能量吸收及应急系统，通过储能装置吸收地铁地面能量，从而可以避免地铁车辆在制动过程中产生的过多能量，节省能源；另外，储能装置可以通过DC/DC变流器释放起存储的电能，为接触网提供应急电能，以供地铁车辆正常运行，由于储能装置存储的电能是地铁车辆在制动过程中产生的过多能量，相对于现有技术将该部分过多能量以热量形式释放，本发明实现绿色节能环保。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明地铁地面能量吸收及应急系统实施例一的结构示意图；
图2为本发明地铁地面能量吸收及应急系统实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明地铁地面能量吸收及应急系统实施例一的结构示意图。如图1所示，地铁地面能量吸收及应急系统10包括：储能装置11和DC/DC变流器12。
其中，DC/DC变流器即直流(Direct Current，简称：DC)/直流变流器。
DC/DC变流器12的正极与接触网20的正极连接，DC/DC变流器12的负极与牵引变电所30的负极连接，DC/DC变流器12用于监测接触网20的电压以及牵引变电所30的状态。其中，DC/DC变流器12为双向电能变化装置。
储能装置11与DC/DC变流器12电连接。储能装置11通过DC/DC变流器12吸收地铁地面能量。和/或，储能装置11通过DC/DC变流器12释放电能。
接触网20可以直接为地铁车辆提供能量传送。牵引变电所30可以为区间的地铁车辆提供电能。储能装置11用于存储来源于制动车辆的多余电能；同时，在接触网20电压过低或牵引变电所30发生故障时释放电能，抑制接触网电压波动或为地铁车辆应急提供电能。
本发明提供的地铁地面能量吸收及应急系统，通过储能装置吸收地铁地面能量，从而可以避免地铁车辆在制动过程中产生的过多能量，节省能源；另外，储能装置可以通过DC/DC变流器释放起存储的电能，为接触网提供应急电能，以供地铁车辆正常运行，由于储能装置存储的电能是地铁车辆在制动过程中产生的过多能量，相对于现有技术将该部分过多能量以热量形式释放，本发明实现绿色节能环保。
以下通过具体实现方式说明地铁地面能量吸收及应急系统10的应用。
当DC/DC变流器12监测到接触网的电压高于第一预设值时，DC/DC变流器12为储能装置11充电。该第一预设值用于表征导致地铁车辆异常运行的电压值。其中第一预设值可以实际需求进行设置，例如将其设置为1650，或介于1650至1800范围内的任意数值。具体地，在地铁车辆制动过程中，DC/DC变流器12将地铁车辆产生的、来自接触网20的部分或全部地铁地面能量进行降压，为储能装置11充电。
当DC/DC变流器12监测到接触网20的电压低于第二预设值时，DC/DC变流器12释放储能装置11的电能。可选地，DC/DC变流器12释放储能装置11的电能可以具体为：DC/DC变流器12将储能装置11的放电电压变换为第三预设值向接触网20供电，该第三预设值大于或等于上述第二预设值。其中，第二预设值和第三预设值均可根据实际需求进行设置，例如，第二预设值可以为1500伏特，第三预设值可以为1600伏特，等等，本发明不对其进行限制。
当DC/DC变流器12监测到牵引变电所30故障时，DC/DC变流器12释放储能装置11的电能。可选地，DC/DC变流器12释放储能装置11的电能可以具体为：DC/DC变流器12将储能装置11的放电电压变换为第四预设值向接触网应急供电，该第四预设值用于表征地铁车辆正常运行时所需电压值。且，第四预设值也可根据实际需求进行设置，例如，第四预设值可以为1600伏特，等等，本发明不对其进行限制。
图2为本发明地铁地面能量吸收及应急系统实施例二的结构示意图。参考图1和图2，在图1所示实施例的基础上，图1所示的储能装置11可以具体为图2中示出的超能电容器13。在图2中，超能电容器13与DC/DC变流器12之间的两条导线，用于表示超能电容器13的正、负极板(未示出)与DC/DC变流器12的连接。其中，超能电容器13是一种能量密度高、功率密度大的储能器件，用于上述地铁地面能量吸收及应急系统10之中，可以解决现有技术储能少及能量浪费的问题，以及供电系统跳闸或故障情况下地铁车辆应急供电的问题。
本实施的地铁地面能量吸收及应急系统能够吸收大量的地铁车辆制动能量，同时能够抑制电网电压的大幅波动。且，当牵引变电所发生故障时，地铁地面能量吸收及应急系统能够起到应急供电的功能，为本区间的地铁车辆提供电能，保证地铁车辆运行到下一站或运行至下一供电区间，增加供电保障。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，包括：直流DC/DC变流器和储能装置；
所述DC/DC变流器的正极与接触网的正极连接，所述DC/DC变流器的负极与牵引变电所的负极连接，所述DC/DC变流器用于监测所述接触网的电压所述牵引变电所的状态；
所述储能装置与所述DC/DC变流器电连接，所述储能装置通过所述DC/DC变流器吸收地铁地面能量，和/或，所述储能装置通过所述DC/DC变流器释放电能。
2.根据权利要求1所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，当所述DC/DC变流器监测到所述接触网的电压高于第一预设值时，所述DC/DC变流器为所述储能装置充电，所述第一预设值用于表征导致地铁车辆异常运行的电压值。
3.根据权利要求2所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，在地铁车辆制动过程中，所述DC/DC变流器将所述地铁车辆产生的、来自所述接触网的部分或全部地铁地面能量进行降压，为所述储能装置充电。
4.根据权利要求1所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，当所述DC/DC变流器监测到所述接触网的电压低于第二预设值时，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能。
5.根据权利要求4所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能具体为：
所述DC/DC变流器将所述储能装置的放电电压变换为第三预设值向所述接触网供电，所述第三预设值大于或等于所述第二预设值。
6.根据权利要求5所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，所述第二预设值为1500伏特，所述第三预设值为1600伏特。
7.根据权利要求1所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，当所述DC/DC变流器监测到所述牵引变电所故障时，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能。
8.根据权利要求7所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，所述DC/DC变流器释放所述储能装置的电能具体为：
所述DC/DC变流器将所述储能装置的放电电压变换为第四预设值向所述接触网应急供电，所述第四预设值用于表征地铁车辆正常运行时所需电压值。
9.根据权利要求8所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，所述第四预设值为1600伏特。
10.根据权利要求1-9任一项所述的地铁地面能量吸收及应急系统，其特征在于，所述储能装置为超能电容器。
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