CN112865063A - 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质 - Google Patents

能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112865063A
CN112865063A CN202110035854.3A CN202110035854A CN112865063A CN 112865063 A CN112865063 A CN 112865063A CN 202110035854 A CN202110035854 A CN 202110035854A CN 112865063 A CN112865063 A CN 112865063A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
control
current
phase
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110035854.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112865063B (zh
Inventor
林云志
金涛
罗金
陈日成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
China Railway Electrification Engineering Group Co Ltd
Original Assignee
Fuzhou University
China Railway Electrification Engineering Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University, China Railway Electrification Engineering Group Co Ltd filed Critical Fuzhou University
Priority to CN202110035854.3A priority Critical patent/CN112865063B/zh
Publication of CN112865063A publication Critical patent/CN112865063A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112865063B publication Critical patent/CN112865063B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00—Electric locomotives or railcars
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/12—Parallel operation of dc generators with converters, e.g. with mercury-arc rectifier
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本申请涉及一种能量路由器和车辆控制方法、存储介质，通过三相全桥PWM整流电路和脉波不控整流电路连接电网接口和第一电压侧直流母线，分别用于输出PWM信号对开关管进行控制、调节变压器变比控制电压维持在预设值；双有源桥电路，连接第一电压侧直流母线和第二电压侧直流母线，用于产生移相控制信号控制功率双向传输；三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压侧直流母线，用于产生PWM信号对开关管进行控制；双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号对开关管进行控制；boost升压电路，连接第二电压侧直流母线和光伏系统接口，用于提供稳定的电压，能够分配功率流动，稳定电压，保证轨道交通网络的安全可靠运行。

Description

能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质
技术领域
本申请涉及轨道交通及能量路由器技术领域，特别是涉及一种能量路由器 和车辆控制方法、存储介质。
背景技术
城市轨道交通作为世界公认耗能低、污染少、快捷、便利、安全的交通运 输工具，成为国内尖端制造技术领域国际竞争最激烈、创新驱动水平最高的领 域之一。随着城市轨道交通的快速发展，节能化和智能化是当今轨道交通的重 要发展趋势，其节能减排问题日益突出。
轨道交通在运行过程中频繁的启动、加速、制动等过程都会导致轨道交通 的牵引功率上出现特别明显的上下波动，列车加速阶段功率需求大大提高。
为了缓解人类对化石能源的依赖，将可再生的分布式能源发电系统大规模 接入轨道交通系统电网中，实现经济、清洁、可持续性的结构转型。但是分布 式电源，如风能系统、光伏系统等具有间歇性、波动性，这样轨道交通供电网 络更加难以承受功率的大幅度波动和不稳定的电压。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够更好的分配功率流动， 稳定轨道交通系统的电压的能量路由器和车辆控制方法、存储介质。
一种能量路由器，包括：
至少一个电网接口，用于连接电网；
至少一个光伏系统接口，用于连接光伏系统；
至少一个轨道交通网络交流负荷接口，用于接交流负荷；
至少一个储能接口，用于连接储能装置；
至少一个牵引负荷接口，用于接入负载；
三相全桥PWM整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于输出PWM信号，对自身的开关管进行控制；
脉波不控整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于调节变压 器变比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值；
双有源桥电路，连接第一电压侧直流母线和第二电压侧直流母线，用于产 生移相控制信号，根据该移相控制信号控制功率双向传输；其中，该第一电压 侧的电压值高于该第二电压侧的电压值；
三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压侧直流母 线，用于产生PWM信号，对自身的开关管进行控制；
双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号， 对自身的开关管进行控制以及对外接的储能装置的荷电状态进行控制；
boost升压电路，连接第二电压侧直流母线和光伏系统接口，用于为第二电 压侧直流母线提供稳定的电压。
在其中一个实施例中，该三相全桥PWM整流电路还用于通过电网接口采集 电网电压、电流；将该电网电压、电流经过变换处理后与电感进行耦合，得到 耦合结果；
以及将该耦合结果通过SVPWM生成器产生PWM信号，用该PWM信号 对三相全桥PWM整流电路的开关管进行控制。
在其中一个实施例中，该脉波不控整流电路为24脉波不控整流电路；该能 量路由器还包括设置在该24脉波不控整流电路与第一电压侧直流母线之间的变 压器，该24脉波不控整流电路用于调节该变压器的变比，以控制直流侧的电压 维持在预设电压值。
在其中一个实施例中，该双有源桥电路还用于采集第二电压侧直流母线上 的电压信号，将该电压信号输入PI控制器，产生移相控制信号，当该移相控制 信号大于零时，根据该移相控制信号控制能量从第一电压侧流向第二电压侧； 以及当该移相控制信号小于零时，根据该移相控制信号控制能量从第二电压侧 流向第一电压侧第二电压侧。
在其中一个实施例中，该能量路由器还包括设置在该三相全桥逆变电路与 轨道交通网络交流负荷接口之间的锁相环电路；
该锁相环电路，用于采集电网电压的相位以及轨道交通网络交流侧电压；
该三相全桥逆变电路还用于对轨道交通网络交流侧电压进行控制处理生成 参考电压，将该参考电压与该锁相环采集电网电压的相位进行处理生成PWM控 制信号，对该三相全桥逆变电路的开关管进行控制。
在其中一个实施例中，该双向buck/boost变换器电路为4个；该至少一个储 能接口为4个，包括2个蓄电池储能接口和2个超级电容储能接口；一个双向 buck/boost变换器电路连接一个储能接口。
一种车辆运行控制方法，应用能量路由器，该能量路由器连接超级电容和 第一电压侧直流母线，该方法包括：
检测车辆的运行状态及超级电容的荷电状态；
根据车辆的运行状态获取对应的调控策略；
根据车辆的运行状态控制对应的超级电容的荷电状态处于预设的阈值范围 内。
在其中一个实施例中，车辆的运行状态包括停车阶段、加速阶段、恒功率 阶段和减速阶段；
该检测车辆的运行状态包括：
检测车辆启停过程中的功率变化信息，根据该功率变化信息确定车辆的运 行状态。
在其中一个实施例中，该调控策略是两级调控策略，包括前级控制和后级 控制；该前级控制包括一次函数型放大因子电压闭环控制、Sigmoid函数型放大 因子电压闭环控制、一次型电流/功率控制，前级控制生成参考电流用于对后级 的电流环进行控制，其中一次型电流/功率控制包括恒定电流控制、一次函数型 电流衰减控制、一次函数型功率衰减控制和一次函数型电流增长控制；
根据车辆的运行状态获取对应的调控策略和调控参数，包括：
当车辆的运行状态为停车阶段，则采用对应的恒定电流控制，生成第一参 考电流，采用该第一参考电流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为加速阶段，则采用对应的一次函数型电流衰减控制和Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制，生成第二参考电流，采用该第二参数电 流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为恒功率阶段，则采用对应的一次函数型功率衰减控制， 生成第三参考电流，采用该第三参考电流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为减速阶段，则采用对用的一次函数型功率衰减控制、 一次函数型放大因子电压闭环控制和一次函数型电流增长控制，生成第四参考 电流，采用该第四参考电流对后级的电流环进行控制。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理 器执行时实现以下步骤：
检测车辆的运行状态及超级电容的荷电状态；
根据车辆的运行状态获取对应的调控策略；
根据车辆的运行状态控制对应的超级电容的荷电状态处于预设的阈值范围 内。
上述能量路由器和车辆控制方法、存储介质，通过三相全桥PWM整流电路 连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于输出PWM信号，对自身的开关管进 行控制；脉波不控整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于调节 变压器变比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值；双有源桥电路，连接第 一电压侧直流母线和第二电压侧直流母线，用于产生移相控制信号，根据该移 相控制信号控制功率双向传输；其中，该第一电压侧的电压值高于该第二电压 侧的电压值；三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压 侧直流母线，用于产生PWM信号，对自身的开关管进行控制；双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号，对自身的开关管 进行控制以及对外接的储能装置的荷电状态进行控制；boost升压电路，连接第 二电压侧直流母线和光伏系统接口，用于为第二电压侧直流母线提供稳定的电 压，能够更好的分配功率流动，稳定轨道交通系统的电压，保证轨道交通网络 的安全、可靠运行。
附图说明
图1为一个实施例中能量路由器整体框架图；
图2为一个实施例中能量路由器电路拓扑图；
图3为一个实施例中三相全桥PWM整流电路控制策略图；
图4为一个实施例中双有源桥电路控制策略图；
图5为一个实施例中三相逆变电路控制策略图；
图6为一个实施例中双向buck/boost变换器电路控制策略图；
图7为另一个实施例中双向buck/boost变换器电路控制策略图；
图8为一个实施例中车辆运行控制方法的流程图；
图9为一个实施例中车辆牵引功率变化趋势图；
图10为一个实施例中电流闭环控制策略流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅 用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的能量路由器的整体框架图如图1所示，能量路由器拓扑结构 包括三相全桥PWM整流电路、24脉波不控整流电路、双有源桥电路、双向 buck/boost变换器电路、boost升压电路、三相全桥逆变电路。该能量路由器拓 扑结构以及接口设计适用于分布式能源接入下轨道交通网络的调节功率流动以 及稳定电压的需求。
在一个实施例中，提供了一种能量路由器，包括：
至少一个电网接口，用于连接电网；
至少一个光伏系统接口，用于连接光伏系统；
至少一个轨道交通网络交流负荷接口，用于接交流负荷；
至少一个储能接口，用于连接储能装置；
至少一个牵引负荷接口，用于接入负载；
三相全桥PWM整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于输出PWM信号，对自身的开关管进行控制；
脉波不控整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于调节变压 器变比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值；
双有源桥电路，连接第一电压侧直流母线和第二电压侧直流母线，用于产 生移相控制信号，根据所述移相控制信号控制功率双向传输；其中，所述第一 电压侧的电压值高于所述第二电压侧的电压值；
三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压侧直流母 线，用于产生PWM信号，对自身的开关管进行控制；
双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号， 对自身的开关管进行控制以及对外接的储能装置的荷电状态进行控制；
boost升压电路，连接第二电压侧直流母线和光伏系统接口，用于为第二电 压侧直流母线提供稳定的电压。
具体地，如图1、图2所示，该能量路由器具有八个端口，分别是：35kV 电网接口、列车牵引负荷接口、2个蓄电池储能接口、2个超级电容储能接口、 光伏系统接口、轨道交通网络交流负荷接口。能量路由器拓扑结构包括三相全 桥PWM整流电路、24脉波不控整流电路、双有源桥电路、双向buck/boost变 换器电路、boost升压电路、三相全桥逆变电路。
第一电压侧直流母线是指高压侧直流母线，第二电压侧直流母线是指低压 侧直流母线。三相全桥PWM整流电路，连接电网接口和高压侧直流母线，如图 3所示，三相全桥PWM整流电路采用电流前馈解耦的电压电流双闭环三相整流 控制，将交流侧电压、电流在d、q坐标轴下进行d-q分解，d-q坐标系下d轴电 流和q轴电流通过电感Ls相互耦合，耦合方程为：
Figure RE-GDA0003007086150000061
Figure RE-GDA0003007086150000062
iq*＝0
其中，uq,d表示电压经过dq分解后得到的值，id,q表示电流经过dq分解后得 到的值，
Figure RE-GDA0003007086150000071
表示控制过程得到的d,q电压参考值，
Figure RE-GDA0003007086150000072
表示控制过程得到的d,q 电流参考值，用于生成PWM信号；udc_ref表示参考电压值，这里指1500V，udc_1500表示实际测得的1500V母线电压值；Kp、Ki是PI控制器参数，S在PI控制方 程中表示积分，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示50Hz的电网频率，Ls是三相全 桥PWM整流电路上的电感值。通过
Figure RE-GDA0003007086150000073
控制直流侧1500V的电压和交流侧的 功率因素，将耦合结果送至SVPWM生成器输出PWM信号，对开关管进行控制。通过能量路由器的控制单元将PWM信号放大，才能控制开关管导通或者关 断，当信号是1时开通，0时关断。能量路由器的控制单元相当于一个运算处理 中心，用来控制能量路由器中的电学信号，比如电流、谐波、相角等信号。
脉波不控整流电路，连接电网接口和高压侧直流母线，用于调节变压器变 比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值；双有源桥电路，连接高压侧直流 母线和低压侧直流母线，用于产生移相控制信号，根据所述移相控制信号控制 功率双向传输；三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和低压侧 直流母线，用于产生PWM信号，对自身的开关管进行控制；双向buck/boost 变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号，对自身的开关管 进行控制以及对外接的储能装置的荷电状态进行控制；boost升压电路，连接低 压侧直流母线和光伏系统接口，用于为第二电压侧直流母线提供稳定的电压。
上述能量路由器，通过三相全桥PWM整流电路连接电网接口和第一电压侧 直流母线，用于输出PWM信号，对自身的开关管进行控制；脉波不控整流电路， 连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于调节变压器变比，以控制直流侧的 电压维持在预设电压值；双有源桥电路，连接第一电压侧直流母线和第二电压 侧直流母线，用于产生移相控制信号，根据该移相控制信号控制功率双向传输； 其中，该第一电压侧的电压值高于该第二电压侧的电压值；三相全桥逆变电路， 连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压侧直流母线，用于产生PWM信号， 对自身的开关管进行控制；双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接 口，用于产生控制信号，对自身的开关管进行控制以及对外接的储能装置的荷 电状态进行控制；boost升压电路，连接第二电压侧直流母线和光伏系统接口， 用于为第二电压侧直流母线提供稳定的电压，能够更好的分配功率流动，稳定 轨道交通系统的电压，保证轨道交通网络的安全、可靠运行。
在一个实施例中，该脉波不控整流电路为24脉波不控整流电路；该能量路 由器还包括设置在该24脉波不控整流电路与第一电压侧直流母线之间的变压 器，该24脉波不控整流电路用于调节该变压器的变比，以控制直流侧的电压维 持在预设电压值。
具体地，第一电压侧直流母线是指高压侧1500V直流母线，24脉波不控整 流电路连接电网接口和高压侧直流母线，该能量路由器还包括设置在24脉波不 控整流电路与高压侧直流母线之间的变压器，该变压器可以为+7.5°、-7.5°移 相变压器。24脉波不控整流电路通过+7.5°、-7.5°移相变压器，调节变压器变 比，使其在输出列车额定功率下直流侧电压保持在1500V。本实施例将三相全 桥PWM整流电路和24脉波不控整流电路组合能为列车的牵引提供足够的功率 和电压支撑，解决仅有三相全桥PWM整流电路产生的大功率场合下调节能力不 足以及24脉波不控整流电路虽能提供大功率能量但不具备实时调节功率能量流 动的问题，将二者结合，能够适应轨道牵引系统额定功率大且功率波动大的状 况。
在一个实施例中，该双有源桥电路还用于采集第二电压侧直流母线上的电 压信号，将该电压信号输入PI控制器，产生移相控制信号，当该移相控制信号 大于零时，根据该移相控制信号控制能量从第一电压侧流向第二电压侧；以及 当该移相控制信号小于零时，根据该移相控制信号控制能量从第二电压侧流向 第一电压侧第二电压侧。
具体地，如图4所示，第一电压侧直流母线是指高压侧1500V直流母线， 第二电压侧直流母线是指低压侧400V直流母线，双有源桥电路连接高压侧直流 母线和低压侧直流母线。双有源桥采用单电压闭环控制，先对400V直流母线上 的电压进行采样，然后通过PI控制器，产生移相控制信号θ：
Figure RE-GDA0003007086150000081
其中，udc_ref表示参考电压值，这里指400V；udc_400表示实际测得的400V母 线电压值。将原始高频方波信号(0°方波信号、180°方波信号)和移相控制信号 θ送入移相器，产生移相后的高频方波信号，原始高频方波信号送入前级全桥电 路控制开关管，移相后的高频方波信号送入后级全桥电路控制开关管，其中前 级全桥电路控制开关管是指与1500V直流母线连接的全桥电路控制开关管，后 级全桥电路控制开关管是指与400V直流母线连接的全桥电路控制开关管。当移 相控制信号θ>0时，双有源桥DAB变换器正向传输功率，此时能量从高压侧 流向低压侧，当移相控制信号θ<0时，双有源桥DAB变换器正向传输功率， 此时能量从低压侧流向高压侧，实现功率双向传输，同时保证在高压侧电压波 动变化大时对低压侧影响减小。
在一个实施例中，该能量路由器还包括设置在该三相全桥逆变电路与轨道 交通网络交流负荷接口之间的锁相环电路；
该锁相环电路，用于采集电网电压的相位以及轨道交通网络交流侧电压；
该三相全桥逆变电路还用于对轨道交通网络交流侧电压进行控制处理生成 参考电压，将该参考电压与该锁相环采集电网电压的相位进行处理生成PWM控 制信号，对该三相全桥逆变电路的开关管进行控制。
具体地，如图5所示，三相全桥逆变电路连接轨道交通网络交流负荷接口 和低压侧400V直流母线，该能量路由器还包括设置在该三相全桥逆变电路与轨 道交通网络交流负荷接口之间的锁相环电路。三相全桥逆变电路采用电压闭环 控制策略，先通过锁相环电路采集电网电压的相位以及采集交流侧电压，并将 交流侧电压进行d-q分解，与设定的d、q轴电压标准值做比较然后送入PI控制 器，生成
Figure RE-GDA0003007086150000091
Figure RE-GDA0003007086150000092
其中，udc_ref表示电压参考值,udq表示实测电压经过dq变换后的值，
Figure RE-GDA0003007086150000093
表示 通过PI控制器得到的d,q电压参考值。将
Figure RE-GDA0003007086150000094
和锁相环产生的相位进行d-q反变 换生成参考电压Vref送入PWM生成器产生控制信号对开关管进行控制。
在一个实施例中，该双向buck/boost变换器电路为4个；该至少一个储能接 口为4个，包括2个蓄电池储能接口和2个超级电容储能接口；一个双向 buck/boost变换器电路连接一个储能接口。
具体地，双向buck/boost变换器电路，可以连接高压侧直流母线和高压侧蓄 电池储能接口、连接低压侧直流母线和储能接口，用于输出PWM控制信号，对 双向buck/boost变换器电路的开关管进行控制，同时对储能装置的荷电状态进行 控制，其中所述储能装置通过储能接口连接。如图6所示，连接高压侧直流母 线和蓄电池、连接低压侧直流母线和蓄电池以及连接低压侧直流母线和超级电 容的双向buck/boost变换器电路采用具有放大因子K的电压电流双闭环控制策 略，通过采集直流侧电压和电压参考值进行比较送入PI控制器，形成电压环， 并经过放大因子对误差信号进行调控，再和储能电流值比较送入PI控制器，形 成电流环，生成Vref送入PWM生成器产生控制信号，快速跟踪光伏系统带来的 功率波动。
Figure RE-GDA0003007086150000101
其中，K表示放大因子，Kp、Ki是PI控制器参数，下标1、2表示用了两 个PI控制器，Vdc_ref表示电压参考值，这里是指400V，Vdc_400表示实际400V 母线电压，Ibat表示储能电池的电流值。最后对储能装置的SOC(State of Charge， 荷电状态)值进行监测，当SOC值处在阈值范围内时输出控制信号，超出阈值 时将控制信号置0输出。由于蓄电池和超级电容在物理特性上的不同，蓄电池 能量密度高但是功率密度低，所以蓄电池容量大，可存储较多能量，瞬时功率 流动小，不适合瞬间吸收或释放较大能量；而超级电容正好相反，能量密度低， 功率密度高，可瞬时释放或吸收较大能量。因此在连接在蓄电池和超级电容 buck/boost变换器电路控制策略中的放大因子K和SOC阈值也有所区别，表1 给出参考值。
表1储能装置的SOC阈值表
储能装置 特点 放大因子K 设置最佳SOC
蓄电池 功率密度低，容量大 小(1-5) 20％-80％
超级电容 功率密度高，容量小 大(1-20) 20％-90％
如图7所示，连接高压侧直流母线和超级电容储能接口的双向buck/boost 变换器电路，用于根据车辆运行状态采用对应的调控策略，产生PWM控制信 号，对双向buck/boost变换器电路的开关管进行控制，同时对超级电容的荷电状 态进行控制，稳定由列车牵引功率变化带来的电压波动。
在一个实施例中，提供了一种车辆运行控制方法，应用能量路由器，该能 量路由器连接超级电容和第一电压侧直流母线，以能量路由器的负载为车辆为 例进行说明，该方法包括以下步骤：
步骤802，检测车辆的运行状态及超级电容的荷电状态。
具体地，检测车辆启停过程中的功率变化情况，根据车辆启停过程中的功 率变化趋势确定车辆的运行状态；可以使用安时计量法、负载电压法、卡尔曼 滤波法或其他方法检测超级电容的荷电状态，本实施例在此不做限定。
步骤804，根据车辆的运行状态获取对应的调控策略。
具体地，车辆不同的运行状态对应的功率变化趋势不同，采用不同的控制 策略来分配功率流动，稳定轨道交通系统的电压，该控制策略是对能量路由器 中连接高压直流侧和超级电容储能接口的双向buck/boost变换器电路进行控制 的。
步骤806，根据车辆的运行状态控制对应的超级电容的荷电状态处于预设的 阈值范围内。
具体地，车辆不同的运行状态采用不同的控制策略来分配功率流动，采用 不同的控制策略控制功率时，对应的超级电容的荷电状态也不同，需要根据不 同的控制策略控制对应的超级电容的荷电状态。
在一个实施例中，车辆的运行状态包括停车阶段、加速阶段、恒功率阶段 和减速阶段；
该检测车辆的运行状态包括：
检测车辆启停过程中的功率变化信息，根据该功率变化信息确定车辆的运 行状态。
具体地，检测车辆启停过程中的功率变化趋势，根据该功率变化趋势确定 车辆的运行状态。车辆启停过程中功率的变化趋势如图9所示，停车阶段车辆 牵引功率为0，当车辆启动加速时，牵引功率会迅速上升；当车辆从加速状态转 为恒功率行驶时，牵引功率先下降，随后在一定额定功率下保持恒功率行驶； 制动阶段时，牵引功率迅速下降，当功率降至零点时，继续下降，此时牵引功 率向1500V直流母线侧释放一段时间能量，随后功率恢复至零，车辆停止。
在一个实施例中，该调控策略是两级调控策略，包括前级控制和后级控制； 该前级控制包括一次函数型放大因子电压闭环控制、Sigmoid函数型放大因子电 压闭环控制、一次型电流/功率控制，前级控制生成参考电流用于对后级的电流 环进行控制，其中一次型电流/功率控制包括恒定电流控制、一次函数型电流衰 减控制、一次函数型功率衰减控制和一次函数型电流增长控制；
根据车辆的运行状态获取对应的调控策略和调控参数，包括：
当车辆的运行状态为停车阶段，则采用对应的恒定电流控制，生成第一参 考电流，采用该第一参考电流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为加速阶段，则采用对应的一次函数型电流衰减控制和Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制，生成第二参考电流，采用该第二参数电 流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为恒功率阶段，则采用对应的一次函数型功率衰减控制， 生成第三参考电流，采用该第三参考电流对后级的电流环进行控制；
当车辆的运行状态为减速阶段，则采用对用的一次函数型功率衰减控制、 一次函数型放大因子电压闭环控制和一次函数型电流增长控制，生成第四参考 电流，采用该第四参考电流对后级的电流环进行控制。
具体地，该车辆的控制策略是对能量路由器中连接高压直流侧和超级电容 储能接口的双向buck/boost变换器电路进行控制的，连接高压直流侧和超级电容 储能接口的双向buck/boost变换器电路采用多阶段调节电流闭环控制策略，该控 制策略分为两部分，前级是根据列车运行状态不同而采用不同的控制策略，前 级控制策略包括一次函数型放大因子电压闭环控制、Sigmoid函数型放大因子电 压闭环控制、一次型电流/功率控制，其中一次型电流/功率控制包括恒定电流控 制、一次函数型电流衰减控制、一次函数型功率衰减控制和一次函数型电流增 长控制，前级控制生成预设的参考电流Iref送入后级的电流环控制。一次函数型 放大因子电压闭环控制和Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制中的放大因子 不是固定的，是随特定函数改变的。一次型电流/功率控制没有电压环环节，一次型电流控制直接产生预设的参考电流对后级进行控制，而一次型功率控制通 过预设的功率除以超级电容端口电压得到电流参考值对后级进行控制。
如图10所示，该流程图说明了不同列车运行阶段对应不同的阶段控制策略。 首先获取列车运行状态以及超级电容SOC值，停车阶段前级采用恒电流控制策 略，使超级电容处在以恒定电流-I1的充电状态，将I1作为前级参考电流值；当 列车加速阶段时，首先将前级的电流参考值以一次函数型进行反向衰减到0，再 以Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制将前级电流参考值正向增加，直到达到 超级电容最大输出功率为止，并保持在最大功率下运行；恒功率阶段，列车必 先减少牵引功率再保持恒定，采用一次函数型功率衰减控制，从最大功率衰减 至σ倍的最大功率，再以该功率进行恒功率控制输出，再除以超级电容端口电压 得到前级参考电流值，这里的σ可以为0.4，也可以是其他0-1之间的数字，可 以根据经验获得，在此不做限定；当列车减速阶段时，在列车牵引功率降为0 这期间，采用一次函数型功率衰减控制，使得超级电容从σ倍的最大功率降至为 0，当列车牵引功率反向增加时，采用一次函数函数型放大因子电压闭环控制使 前级电流参考值反向增加，并等待功率回升，当牵引功率回升时采用一次函数 型电流增长控制，使得电流参考值从回升点的电流参考值增长至-I1将I1作为前 级参考电流值，直到列车停止。然后将前级参考电流值和超级电容端口电流比 较送入PI控制器，形成电流环，生成Vref送入PWM生成器产生控制信号。最 后对超级电容的SOC值进行监测，当SOC值处在阈值范围内时输出控制信号， 继续获取车辆的运行状态及超级电容的荷电状态，对车辆进行控制；超出阈值 时将控制信号置0输出，控制结束。该车辆运行控制方法在列车启停功率波动 和分布式电源间歇性波动下，能够更好的分配功率流动，稳定轨道交通系统的 电压，保证轨道交通网络的安全、可靠运行。
应该理解的是，虽然图8、图10的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依 次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中 有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它 的顺序执行。而且，图8、图10中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多 个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同 的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与 其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程 序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
检测车辆的运行状态及超级电容的荷电状态；
根据车辆的运行状态获取对应的调控策略；
根据车辆的运行状态控制对应的超级电容的荷电状态处于预设的阈值范围 内。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：车辆的运 行状态包括停车阶段、加速阶段、恒功率阶段和减速阶段；该检测车辆的运行 状态包括：检测车辆启停过程中的功率变化信息，根据该功率变化信息确定车 辆的运行状态。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：该调控策 略是两级调控策略，包括前级控制和后级控制；该前级控制包括一次函数型放 大因子电压闭环控制、Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制、一次型电流/功 率控制，前级控制生成参考电流用于对后级的电流环进行控制，其中一次型电 流/功率控制包括恒定电流控制、一次函数型电流衰减控制、一次函数型功率衰 减控制和一次函数型电流增长控制；根据车辆的运行状态获取对应的调控策略 和调控参数，包括：当车辆的运行状态为停车阶段，则采用对应的恒定电流控 制，生成第一参考电流，采用该第一参考电流对后级的电流环进行控制；当车 辆的运行状态为加速阶段，则采用对应的一次函数型电流衰减控制和Sigmoid 函数型放大因子电压闭环控制，生成第二参考电流，采用该第二参数电流对后 级的电流环进行控制；当车辆的运行状态为恒功率阶段，则采用对应的一次函 数型功率衰减控制，生成第三参考电流，采用该第三参考电流对后级的电流环 进行控制；当车辆的运行状态为减速阶段，则采用对用的一次函数型功率衰减 控制、一次函数型放大因子电压闭环控制和一次函数型电流增长控制，生成第 四参考电流，采用该第四参考电流对后级的电流环进行控制。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于 一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述 各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、 存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的 至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁 带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory， SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述 实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特 征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书中记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

Claims (10)

1.一种能量路由器，其特征在于，包括：
至少一个电网接口，用于连接电网；
至少一个光伏系统接口，用于连接光伏系统；
至少一个轨道交通网络交流负荷接口，用于接交流负荷；
至少一个储能接口，用于连接储能装置；
至少一个牵引负荷接口，用于接入负载；
三相全桥PWM整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于输出PWM信号，对自身的开关管进行控制；
脉波不控整流电路，连接电网接口和第一电压侧直流母线，用于调节变压器变比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值；
双有源桥电路，连接第一电压侧直流母线和第二电压侧直流母线，用于产生移相控制信号，根据所述移相控制信号控制功率双向传输；其中，所述第一电压侧的电压值高于所述第二电压侧的电压值；
三相全桥逆变电路，连接轨道交通网络交流负荷接口和第二电压侧直流母线，用于产生PWM信号，对自身的开关管进行控制；
双向buck/boost变换器电路，连接直流母线和储能接口，用于产生控制信号，对自身的开关管进行控制以及对外接的储能装置的荷电状态进行控制；
boost升压电路，连接第二电压侧直流母线和光伏系统接口，用于为第二电压侧直流母线提供稳定的电压。
2.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述三相全桥PWM整流电路还用于通过电网接口采集电网电压、电流；将所述电网电压、电流经过变换处理后与电感进行耦合，得到耦合结果；
以及将所述耦合结果通过SVPWM生成器产生PWM信号，用所述PWM信号对三相全桥PWM整流电路的开关管进行控制。
3.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述脉波不控整流电路为24脉波不控整流电路；所述能量路由器还包括设置在所述24脉波不控整流电路与第一电压侧直流母线之间的变压器，所述24脉波不控整流电路用于调节所述变压器的变比，以控制直流侧的电压维持在预设电压值。
4.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述双有源桥电路还用于采集第二电压侧直流母线上的电压信号，将所述电压信号输入PI控制器，产生移相控制信号，当所述移相控制信号大于零时，根据所述移相控制信号控制能量从第一电压侧流向第二电压侧；以及当所述移相控制信号小于零时，根据所述移相控制信号控制能量从第二电压侧流向第一电压侧第二电压侧。
5.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述能量路由器还包括设置在所述三相全桥逆变电路与轨道交通网络交流负荷接口之间的锁相环电路；
所述锁相环电路，用于采集电网电压的相位以及轨道交通网络交流侧电压；
所述三相全桥逆变电路还用于对轨道交通网络交流侧电压进行控制处理生成参考电压，将所述参考电压与所述锁相环采集电网电压的相位进行处理生成PWM控制信号，对所述三相全桥逆变电路的开关管进行控制。
6.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述双向buck/boost变换器电路为4个；所述至少一个储能接口为4个，包括2个蓄电池储能接口和2个超级电容储能接口；一个双向buck/boost变换器电路连接一个储能接口。
7.一种车辆运行控制方法，其特征在于，应用能量路由器，所述能量路由器连接超级电容和第一电压侧直流母线，所述方法包括：
检测车辆的运行状态及超级电容的荷电状态；
根据所述车辆的运行状态获取对应的调控策略；
根据车辆的运行状态控制对应的超级电容的荷电状态处于预设的阈值范围内。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述车辆的运行状态包括停车阶段、加速阶段、恒功率阶段和减速阶段；
所述检测车辆的运行状态包括：
检测车辆启停过程中的功率变化信息，根据所述功率变化信息确定车辆的运行状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述调控策略是两级调控策略，包括前级控制和后级控制；所述前级控制包括一次函数型放大因子电压闭环控制、Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制、一次型电流/功率控制，前级控制生成参考电流用于对后级的电流环进行控制，其中所述一次型电流/功率控制包括恒定电流控制、一次函数型电流衰减控制、一次函数型功率衰减控制和一次函数型电流增长控制；
所述根据所述车辆的运行状态获取对应的调控策略和调控参数，包括：
当所述车辆的运行状态为停车阶段，则采用对应的恒定电流控制，生成第一参考电流，采用所述第一参考电流对后级的电流环进行控制；
当所述车辆的运行状态为加速阶段，则采用对应的一次函数型电流衰减控制和Sigmoid函数型放大因子电压闭环控制，生成第二参考电流，采用所述第二参数电流对后级的电流环进行控制；
当所述车辆的运行状态为恒功率阶段，则采用对应的一次函数型功率衰减控制，生成第三参考电流，采用所述第三参考电流对后级的电流环进行控制；
当所述车辆的运行状态为减速阶段，则采用对用的一次函数型功率衰减控制、一次函数型放大因子电压闭环控制和一次函数型电流增长控制，生成第四参考电流，采用所述第四参考电流对后级的电流环进行控制。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7至9中任一项所述的方法的步骤。
CN202110035854.3A 2021-01-12 2021-01-12 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质 Active CN112865063B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110035854.3A CN112865063B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110035854.3A CN112865063B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112865063A true CN112865063A (zh) 2021-05-28
CN112865063B CN112865063B (zh) 2023-02-21

Family

ID=76002806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110035854.3A Active CN112865063B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112865063B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691144A (zh) * 2021-08-06 2021-11-23 天津捷强动力装备股份有限公司 一种输出稳定电压的功率变换器控制系统
CN114465494A (zh) * 2021-12-14 2022-05-10 广东福德电子有限公司 一种大功率脉冲负载的直流电源及控制方法
CN115800350A (zh) * 2023-02-08 2023-03-14 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 轨道交通车辆及其再生制动能量综合利用装置、方法
CN117175375A (zh) * 2023-10-30 2023-12-05 常州丰莱新能源科技有限公司 一种能源路由器及基于该路由器的一体化能源系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130234669A1 (en) * 2011-08-31 2013-09-12 North Carolina State University Intelligent integrated battery module
WO2017107401A1 (zh) * 2015-12-23 2017-06-29 厦门科华恒盛股份有限公司 一种直流母线电压纹波补偿方法和光伏逆变器
CN107017638A (zh) * 2017-05-23 2017-08-04 杭州电子科技大学 一种适用于配电网的多端口多母线电能路由器拓扑结构
CN107069695A (zh) * 2017-06-09 2017-08-18 太原理工大学 一种基于双有源全桥变换器的混合储能系统及其控制方法
CN107888073A (zh) * 2017-11-15 2018-04-06 国家电网公司 一种全方位软开关的交直流混合能量路由器
CN109638843A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 东南大学 一种能量路由器充电桩统一协调控制方法
CN109733443A (zh) * 2019-01-11 2019-05-10 中车唐山机车车辆有限公司 一种混合动力有轨电车制动优化方法及系统
US20190305560A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-03 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Medium And High Voltage Energy Conversion System
US20200106303A1 (en) * 2017-03-28 2020-04-02 Auckland Uniservices Limited Ac-ac converter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130234669A1 (en) * 2011-08-31 2013-09-12 North Carolina State University Intelligent integrated battery module
WO2017107401A1 (zh) * 2015-12-23 2017-06-29 厦门科华恒盛股份有限公司 一种直流母线电压纹波补偿方法和光伏逆变器
US20200106303A1 (en) * 2017-03-28 2020-04-02 Auckland Uniservices Limited Ac-ac converter
CN107017638A (zh) * 2017-05-23 2017-08-04 杭州电子科技大学 一种适用于配电网的多端口多母线电能路由器拓扑结构
CN107069695A (zh) * 2017-06-09 2017-08-18 太原理工大学 一种基于双有源全桥变换器的混合储能系统及其控制方法
CN107888073A (zh) * 2017-11-15 2018-04-06 国家电网公司 一种全方位软开关的交直流混合能量路由器
US20190305560A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-03 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Medium And High Voltage Energy Conversion System
CN109733443A (zh) * 2019-01-11 2019-05-10 中车唐山机车车辆有限公司 一种混合动力有轨电车制动优化方法及系统
CN109638843A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 东南大学 一种能量路由器充电桩统一协调控制方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691144A (zh) * 2021-08-06 2021-11-23 天津捷强动力装备股份有限公司 一种输出稳定电压的功率变换器控制系统
CN114465494A (zh) * 2021-12-14 2022-05-10 广东福德电子有限公司 一种大功率脉冲负载的直流电源及控制方法
CN115800350A (zh) * 2023-02-08 2023-03-14 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 轨道交通车辆及其再生制动能量综合利用装置、方法
CN115800350B (zh) * 2023-02-08 2023-05-12 通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司 轨道交通车辆及其再生制动能量综合利用装置、方法
CN117175375A (zh) * 2023-10-30 2023-12-05 常州丰莱新能源科技有限公司 一种能源路由器及基于该路由器的一体化能源系统
CN117175375B (zh) * 2023-10-30 2024-01-30 常州丰莱新能源科技有限公司 一种能源路由器及基于该路由器的一体化能源系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112865063B (zh) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112865063B (zh) 能量路由器和车辆运行控制方法、存储介质
CN104158212B (zh) 一种多电平光伏发电系统拓扑结构及其控制方法
CN111148658A (zh) 电动车辆电力集线器及其操作模式
CN107346948B (zh) 一种双向混合三相电压型整流器控制方法
CN110061488B (zh) 考虑直流微网不平衡电流变化率的混合储能分频控制方法
Singh et al. Capacitance reduction in a single phase Quasi Z-Source Inverter using a hysteresis current controlled active power filter
US9621073B1 (en) 1MHz scalable cascaded Z-source inverter using gallium nitride (GAN) device
CN106100412B (zh) 一种基于电感电流临界连续控制策略逆变器轻载效率优化方法
Liu et al. Shunt isolated active power filter with common DC link integrating braking energy recovery in urban rail transit
Wu et al. Research on zero voltage switching non-inductive current circulation control of bidirectional DC/DC converter for hybrid energy source system of electric vehicle
CN104300820B (zh) 一种两级式三相三电平光伏并网逆变器的数字控制方法
Yodwong et al. Modified Sliding Mode-Based Control of a Three-Level Interleaved DC-DC Buck Converter for Proton Exchange Membrane Water Electrolysis
Guo et al. A virtual inertia control strategy for dual active bridge DC-DC converter
Kircioğlu et al. The comparison of different modulation methods for dual-active-bridge
Wang et al. Grid-Tied single-phase Bi-directional PEV charging/discharging control
Lei et al. PWAM boost-converter-inverter system for EV engine starter/alternator
Ansari et al. A 3.3 kW Modified LLC Resonant Converter for Grid-Tied EV System Under Wide Voltage Range
de Almeida et al. A bidirectional single-stage three-phase rectifier with high-frequency isolation and power factor correction
Kayaalp et al. A novel fuzzy logic control for bidirectional DC-DC converter and comparison with dual phase-shift control method in medium voltage applications
Bai et al. A Modular Designed Three-phase~ 98%-Efficiency 5kW/L On-board Fast Charger for Electric Vehicles Using Paralleled E-mode GaN HEMTs
de Almeida et al. Modulation technique for a single-stage three-phase bidirectional AC/DC converter with PFC and high-frequency isolation
Zhou et al. A comparison of converter topologies for vehicle-to-grid applications: Three-leg converter versus H-bridge converter
Meng et al. Power Allocation for Energy Stored Quasi-Z-Source Inverter Based on the Power Loss Modelling
CN104333206A (zh) 一种光伏微电网逆变器输出电压控制方法
Mishra et al. A 10-kW Active Front End Rectifier Fed Dual Active Bridge Converter For EV Charging

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant