CN108135059A - 基于风力发电的火车照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于风力发电的火车照明系统，它包括风力发电单元，所述风力发电单元包括用于风能转化为电能的风力发电机、背靠背变流器和配电线路，用于通过风力发电机将风能转化为电能；以及与所述风力发电单元输出端相连的风电储能单元；以及与所述风电储能单元相连的接触网；以及与所述接触网相连的火车照明控制单元，用于将获取到的风电电能输送至每节车厢的照明装置。该基于风力发电的火车照明系统具有设计科学、实用性强、资源利用率高和节能减排的优点。
Description
技术领域
本发明涉及火车照明技术领域，具体的说，涉及了一种基于风力发电的火车照明系统。
背景技术
近年来，随着环境污染的加重和传统化石能源的不断减少，人们开始寻求环境友好且储量丰富的新能源，其中清洁能源风能对环境无污染，且在大自然中取之不尽，只要有风的地方都可以通过风机产生风能，因此风力发电得到了越来越多的关注，并且发展迅速，如今的风电技术已日趋成熟，应用范围也不断扩大。
火车照明系统作为火车必备系统，属于火车重要的一项耗能设备，传统的照明系统采用电网供电，加重电网负担，且一旦电网出现故障，会影响列车的正常运行，对电网可靠性要求很高。随着分布式发电技术的发展，将风力发电与火车照明系统相结合，可以有效减少对电网的依赖，并能够节能减排，降低环境污染，同时提高风能利用率。
发明内容
本发明的目的在于设计一种基于风力发电火车照明控制系统，以解决现有的照明系统对电网的过度依赖及控制单一、耗能严重的技术问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于风力发电的火车照明系统，包括：
风力发电单元，包括用于风能转化为电能的风力发电机、背靠背变流器和配电线路，用于通过风力发电机将风能转化为电能；
以及与所述风力发电单元输出端相连的风电储能单元；
以及与所述风电储能单元相连的接触网；
以及与所述接触网相连的火车照明控制单元，用于将获取到的风电电能输送至每节车厢的照明装置。
基于上述，所述火车照明控制单元包括用于将风电电能进行转换的电压变换单元，以及用于对所述电压变换单元转换后的电能进行调压和调频的电能质量控制单元。
基于上述，所述风力发电单元还包括用于实时采集风速与风向信息的风速检测模块，用于根据风速控制风机转子转速的转速控制与保护模块，用于根据风速实时调节风机叶片的开合程度的变桨距控制模块。
基于上述，所述风力发电单元和所述风电储能单元设置在铁路主干沿线。
基于上述，所述风力发电机采用垂直轴式风力发电机。
基于上述，所述火车照明控制单元设置有手动照明开关、按时间照明开关或按照度照明开关；所述手动照明开关为触摸开关，用于控制所述照明装置的开启或者关闭；所述按时间照明开关为一时间继电器，当设定时间到达时，所述时间继电器断开所述照明装置的电源；所述按照度照明开关包括光照度传感器和控制继电器，当所述光照度传感器检测到当前火车室内的光线强度大于预设值，所述控制继电器断开所述照明装置的电源。
本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本发明相较于现有火车照明控制系统，将清洁能源风能应用于火车照明系统，从而提供了一种环境友好的火车照明系统，有助于减轻电网负担，节能减排，降低了环境污染，同时提高了风能利用率，同时通过多种模式对照明系统的控制，降低了能耗，其具有设计科学、实用性强、资源利用率高和节能减排的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种基于风力发电的火车照明系统，包括：风力发电单元，包括用于风能转化为电能的风力发电机、背靠背变流器和配电线路，用于通过风力发电机将风能转化为电能；以及与所述风力发电单元输出端相连的风电储能单元；以及与所述风电储能单元相连的接触网；以及与所述接触网相连的火车照明控制单元，用于将获取到的风电电能输送至每节车厢的照明装置。所述背靠背变流器包括机侧变流器和网侧变流器。
所述火车照明控制单元包括用于将风电电能进行转换的电压变换单元，以及用于对所述电压变换单元转换后的电能进行调压和调频的电能质量控制单元。
所述风力发电单元还包括用于实时采集风速与风向信息的风速检测模块，用于根据风速控制风机转子转速的转速控制与保护模块，用于根据风速实时调节风机叶片的开合程度的变桨距控制模块。风力发电控制单元控制风机将风能转化为电能，包括风速检测、最大功率跟踪、转速控制与保护、变桨距控制；通过测风塔中的风速检测装置检测风机当前的实时风速与风向信息。根据风机出厂时自带的风机功率曲线及测得的当前风速，通过查表找到最大功率输出运行点。控制风机的转子转速，使其达到最大功率运行，同时确定最大转速，当风速过大时，控制转子转速，避免风机失速，保护风机。通过变桨系统实时调节风机叶片的开合程度，从而确定风机捕获风能的大小，使风机工作在最大叶尖速比，当风速过大时，增大桨距角，减小风能捕获，保护风机安全运行
所述风力发电单元和所述风电储能单元设置在铁路主干沿线。所述风力发电机采用垂直轴式风力发电机。风力发电单元与火车照明单元通过输配电及变压器相连，进行电能的输送与转换。
所述火车照明控制单元的工作模式设置有手动开关照明模式、按时间照明模式和按照度照明模式；在手动开关照明模式下，通过触摸开关输入信号控制照明装置的开启或者关闭；在时间照明模式下，当控制单元检测到设定时间到达时，照明装置继电器自动断开电源；在按照度照明模式下，在控制单元检测到当前火车室内外的光线强度大于预设值，每节车厢的设定的照明装置继电器自动断开电源。
所述火车照明控制单元设置有手动照明开关、按时间照明开关或按照度照明开关；所述手动照明开关为触摸开关，用于控制所述照明装置的开启或者关闭；所述按时间照明开关为一时间继电器，当设定时间到达时，所述时间继电器断开所述照明装置的电源；所述按照度照明开关包括光照度传感器和控制继电器，当所述光照度传感器检测到当前火车室内的光线强度大于预设值，所述控制继电器断开所述照明装置的电源。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种基于风力发电的火车照明系统，其特征在于，包括：
风力发电单元，包括用于风能转化为电能的风力发电机、背靠背变流器和配电线路，用于通过风力发电机将风能转化为电能；
以及与所述风力发电单元输出端相连的风电储能单元；
以及与所述风电储能单元相连的接触网；
以及与所述接触网相连的火车照明控制单元，用于将获取到的风电电能输送至每节车厢的照明装置。
2.根据权利要求1所述的基于风力发电的火车照明系统，其特征在于：所述火车照明控制单元包括用于将风电电能进行转换的电压变换单元，以及用于对所述电压变换单元转换后的电能进行调压和调频的电能质量控制单元。
3.根据权利要求1所述的基于风力发电的火车照明系统，其特征在于：所述风力发电单元还包括用于实时采集风速与风向信息的风速检测模块，用于根据风速控制风机转子转速的转速控制与保护模块，用于根据风速实时调节风机叶片的开合程度的变桨距控制模块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于风力发电的火车照明系统，其特征在于：所述风力发电单元和所述风电储能单元设置在铁路主干沿线。
5.根据权利要求4所述的基于风力发电的火车照明系统，其特征在于：所述风力发电机采用垂直轴式风力发电机。
6.根据权利要求4所述的基于风力发电的火车照明系统，其特征在于：所述火车照明控制单元设置有手动照明开关、按时间照明开关或按照度照明开关；所述手动照明开关为触摸开关，用于控制所述照明装置的开启或者关闭；所述按时间照明开关为一时间继电器，当设定时间到达时，所述时间继电器断开所述照明装置的电源；所述按照度照明开关包括光照度传感器和控制继电器，当所述光照度传感器检测到当前火车室内的光线强度大于预设值，所述控制继电器断开所述照明装置的电源。
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