CN111619408A - 一种动力轨供电系统及其供电控制方法 - Google Patents

一种动力轨供电系统及其供电控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种动力轨供电系统及其供电控制方法。该动力轨供电系统包括牵引控制系统、运控中心、直流进线柜、馈线柜和动力轨区段，其中，还包括与牵引控制系统和运控中心连接的控制器，该控制器用以生成动力轨区段的分配方案以及馈线柜内开关的开合指令；动力轨区段上设有能与上述控制器联络的地面传感器。本发明采用智能控制器技术，实时获取车辆的位置、速度等信息，并结合运营运控规则，能够在待充电车辆驶入动力轨之前为其分配动力轨区段，同时根据地面传感器检测到的动力轨上车辆的通行信息，实时切换动力轨区段的通电状态，实现了有车时通电，无车时不通电。

Description

一种动力轨供电系统及其供电控制方法
技术领域
本发明涉及车辆供电技术领域，具体为一种适用于磁浮交通的智能动力轨供电系统及其供电控制方法。
背景技术
动力轨是向磁悬浮车辆提供电能的供电设备，当车辆速度小于设定的速度阈值，车载电机不足以提供车内用电时，车辆的集电靴会落下来与动力轨接触，由动力轨提供车内的用电需求。
传统的动力轨供电系统如图1所示，其工作原理如下：牵引控制系统将开关的开合指令发送给直流进线柜的PLC控制器，PLC控制器再将上述指令转化为数字量信号，控制断路器的开合，实现向分区内所有动力轨供电。
目前在磁浮交通领域，考虑到成本及运营管理的便捷性，动力轨在运营阶段会一直保持通电状态，直到运营结束才断电，不能根据车辆通行情况实时切换供电状态。动力轨在没有车辆通行时长时间带电，会产生空载损耗，同时也增加了触电隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种适用于磁浮交通系统的智能动力轨供电系统及供电控制方法，动力轨区段的供电状态能够根据车辆通行情况实时进行切换。
本发明第一方面提出了一种动力轨供电系统，包括牵引控制系统、运控中心、直流进线柜、馈线柜和动力轨区段，其中所述动力轨区段具有供电回路，所述馈线柜内设有能控制所述供电回路开合的开关；所述馈线柜内还设有控制器，所述控制器与所述牵引控制系统和所述运控中心连接；所述动力轨区段上设有能与所述控制器联络的地面传感器。
优选地，所述地面传感器用以获取车辆驶入所述动力轨区段或驶出所述动力轨区段的信号，并将所述信号发送给所述控制器。
优选地，所述控制器用以根据从所述牵引控制系统获取的车辆信息和所述运控中心获取的轨道信息生成所述动力轨区段的分配方案，以及根据从所述地面传感器获取的车辆驶入驶出信号生成所述馈线柜内开关的开合指令。
优选地，所述车辆信息包括车辆速度、实时位置和车内电池量；所述轨道信息包括道岔系统信息和所述动力轨区段的信息。
优选地，所述馈线柜内的所述开关为真空接触器。
优选地，所述控制器是单片机，或DSP处理器，或ARM处理器，或其他微处理器。
本发明第二方面提出了一种用于上述动力轨供电系统的供电控制方法，所述供电控制方法包括以下步骤：
步骤101：所述牵引控制系统发送开关闭合指令至所述直流进线柜中，将电源接入所述动力轨区段的供电回路；
步骤102：所述牵引控制系统将车辆信息实时发送至所述控制器；
步骤103：当车辆速度小于设定的速度阈值时，所述控制器根据所述牵引控制系统发送的车辆信息以及所述运控中心提供的轨道信息生成动力轨区段分配方案并反馈给所述牵引控制系统和所述运控中心，使得车辆驶入指定动力轨区段；
步骤104：所述指定动力轨区段上的地面传感器获取车辆驶入信号，并将所述车辆驶入信号发送给所述控制器；
步骤105：所述控制器接收到所述车辆驶入信号后，发送开关闭合指令至所述指定动力轨区段的相应馈线柜中；
步骤106：判断所述开关闭合指令是否被正确执行，若是，则执行步骤111；若否，则执行步骤107；
步骤107：通过变电站综合自动化系统进行线路自诊断，并将线路故障信息发送至所述控制器；
步骤108：判断故障是否在规定时间内排除，若是，则执行步骤111，若否，则执行步骤109；
步骤109：报警并闭锁所述馈线柜内的所述故障开关；在故障排除前，所述控制器将故障所对应的动力轨区段排除在所述动力轨区段分配范围外；
步骤110：对所述驶入车辆进行人工充电；
步骤111：所述驶入车辆的集电靴落下，由所述指定动力轨区段向所述驶入车辆供电；
步骤112：所述指定动力轨区段上的地面传感器获取车辆驶出信号，并将所述车辆驶出信号发送给所述控制器；
步骤113：所述控制器接收到所述车辆驶出信号后，发送开关断开指令至所述指定动力轨区段的相应馈线柜中，断开所述指定动力轨区段的供电回路；
步骤114：所述驶出车辆的集电靴收起，完成车辆供电。
优选地，所述步骤106具体为：将所述馈线柜内开关的逻辑触点信号反馈给所述控制器以判断所述开关闭合指令是否被正确执行。
本发明采用智能控制器技术，实时获取车辆的位置、速度等信息，并结合运营运控规则，能够在待充电车辆驶入动力轨之前为其分配动力轨区段；同时根据地面传感器检测到的动力轨上车辆的通行信息，实时切换动力轨区段的通电状态，实现了有车时通电，无车时不通电，从而避免了空载损耗，减少了触电隐患。
附图说明
本发明的以上内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1为现有技术中的动力轨供电系统框图；
图2为本发明提出的动力轨供电系统框图；
图3为本发明提出的供电控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
图2为本发明提供的一种动力轨供电系统框图，包括牵引控制系统1、运控中心2、直流进线柜3、馈线柜4和动力轨区段5，每段动力轨区段5由相应的馈线柜4供电。供电时，交流高压电源经过整流机组转换为直流电，或系统直接提供直流电源，再经直流进线柜3和馈线柜4给相应的动力轨区段5供电。直流进线柜3内设有动力轨供电总开关，馈线柜4内设有能够控制相应动力轨区段5供电回路开合的开关7，该开关7优选为真空接触器，以满足馈线柜4动作频次高的要求，也可采用断路器。
馈线柜4内还设有控制器6，该控制器6与牵引控制系统1和运控中心2连接。动力轨区段5上设有地面传感器8，其能够通过例如硬线连接方式与控制器6联络。该地面传感器8用以获取车辆驶入动力轨区段5或驶出动力轨区段5的信号，并将上述信号发送给控制器6。上述控制器6一方面能够根据从牵引控制系统1获取的车辆速度、实时位置、车内电池量等车辆信息，以及从运控中心2获取的道岔系统信息、动力轨区段信息等轨道信息生成动力轨区段分配方案，另一方面能够根据从地面传感器8获取的车辆驶入驶出信号生成馈线柜4内开关7的开合指令。该控制器6可以是单片机、DSP处理器、ARM处理器，或其他微处理器。
如图3所示，上述动力轨供电系统的供电控制方法包括以下步骤：
步骤101：牵引控制系统1发送开关闭合指令至直流进线柜3中，将电源接入动力轨区段的供电回路；
步骤102：牵引控制系统1将车辆信息实时发送至控制器6；
步骤103：当车辆速度小于设定的速度阈值时，控制器6根据上述牵引控制系统1发送的车辆信息以及运控中心2提供的轨道信息生成动力轨区段分配方案并反馈给牵引控制系统1和所述运控中心2，使得车辆驶入指定动力轨区段；
步骤104：上述指定动力轨区段上的地面传感器8获取车辆驶入信号，并将该车辆驶入信号发送给控制器6；
步骤105：控制器6接收到车辆驶入信号后，发送开关闭合指令至上述指定动力轨区段的相应馈线柜4中；
步骤106：判断上述开关闭合指令是否被正确执行，若是，则执行步骤111；若否，则执行步骤107；
步骤107：通过变电站综合自动化系统进行线路自诊断，并将线路故障信息发送至控制器6；
步骤108：判断故障是否在规定时间内排除，若是，则执行步骤111，若否，则执行步骤109；
步骤109：报警并闭锁该馈线柜4内的故障开关7；在故障排除前，控制器6将该故障所对应的动力轨区段排除在上述动力轨区段分配范围外；
步骤110：对驶入车辆进行人工充电，即现场操作人员用电缆直接给车辆充电；
步骤111：驶入车辆的集电靴落下，由上述指定动力轨区段向驶入车辆供电；
步骤112：上述指定动力轨区段上的地面传感器8获取车辆驶出信号，并将该车辆驶出信号发送给控制器6；
步骤113：控制器6接收到上述车辆驶出信号后，发送开关断开指令至上述指定动力轨区段的相应馈线柜4中，断开指定动力轨区段的供电回路；
步骤114：驶出车辆的集电靴收起，完成车辆供电。
上述步骤106具体为：将馈线柜4内开关7的逻辑触点信号反馈给控制器6以判断开关闭合指令是否被正确执行。
本发明不仅适用于单辆车驶入的情况，也适用于多辆车驶入的情况。对于大型车站以及多条线路交叉段，同一时间段内可能有多辆车需要充电，本发明中的动力轨供电系统及其供电控制方法能够为驶入的每一辆车分配相应的动力轨区段，并对上述分配的多个动力轨区段分别进行供电控制。
此外，本发明中的动力轨供电系统及其供电控制方法不仅限于在磁浮交通领域的应用，也可应用于传统铁路、电力、石油化工等技术领域。
这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种动力轨供电系统，其特征在于，包括牵引控制系统、运控中心、直流进线柜、馈线柜和动力轨区段，其中所述动力轨区段具有供电回路，所述馈线柜内设有能控制所述供电回路开合的开关；所述馈线柜内还设有控制器，所述控制器与所述牵引控制系统和所述运控中心连接；所述动力轨区段上设有能与所述控制器联络的地面传感器。
2.根据权利要求1所述的动力轨供电系统，其特征在于，所述地面传感器用以获取车辆驶入所述动力轨区段或驶出所述动力轨区段的信号，并将所述信号发送给所述控制器。
3.根据权利要求2所述的动力轨供电系统，其特征在于，所述控制器用以根据从所述牵引控制系统获取的车辆信息和所述运控中心获取的轨道信息生成所述动力轨区段的分配方案，以及根据从所述地面传感器获取的车辆驶入驶出信号生成所述馈线柜内开关的开合指令。
4.根据权利要求3所述的动力轨供电系统，其特征在于，所述车辆信息包括车辆速度、实时位置和车内电池量；所述轨道信息包括道岔系统信息和所述动力轨区段的信息。
5.根据权利要求1所述的动力轨供电系统，其特征在于，所述馈线柜内的所述开关为真空接触器。
6.根据权利要求1所述的动力轨供电系统，其特征在于，所述控制器是单片机，或DSP处理器，或ARM处理器，或其他微处理器。
7.一种用于权利要求1－6的任一项所述的动力轨供电系统的供电控制方法，所述供电控制方法包括以下步骤：
步骤101：所述牵引控制系统发送开关闭合指令至所述直流进线柜中，将电源接入所述动力轨区段的供电回路；
步骤102：所述牵引控制系统将车辆信息实时发送至所述控制器；
步骤103：当车辆速度小于设定的速度阈值时，所述控制器根据所述牵引控制系统发送的车辆信息以及所述运控中心提供的轨道信息生成动力轨区段分配方案并反馈给所述牵引控制系统和所述运控中心，使得车辆驶入指定动力轨区段；
步骤104：所述指定动力轨区段上的地面传感器获取车辆驶入信号，并将所述车辆驶入信号发送给所述控制器；
步骤105：所述控制器接收到所述车辆驶入信号后，发送开关闭合指令至所述指定动力轨区段的相应馈线柜中；
步骤106：判断所述开关闭合指令是否被正确执行，若是，则执行步骤111；若否，则执行步骤107；
步骤107：通过变电站综合自动化系统进行线路自诊断，并将线路故障信息发送至所述控制器；
步骤108：判断故障是否在规定时间内排除，若是，则执行步骤111，若否，则执行步骤109；
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步骤111：所述驶入车辆的集电靴落下，由所述指定动力轨区段向所述驶入车辆供电；
步骤112：所述指定动力轨区段上的地面传感器获取车辆驶出信号，并将所述车辆驶出信号发送给所述控制器；
步骤113：所述控制器接收到所述车辆驶出信号后，发送开关断开指令至所述指定动力轨区段的相应馈线柜中，断开所述指定动力轨区段的供电回路；
步骤114：所述驶出车辆的集电靴收起，完成车辆供电。
8.根据权利要求7所述的供电控制方法，其特征在于，所述步骤106具体为：将所述馈线柜内开关的逻辑触点信号反馈给所述控制器以判断所述开关闭合指令是否被正确执行。
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