CN112937306A - 轨道列车、轨道列车动力系统及其控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道列车、轨道列车动力系统及其控制方法和控制装置，其中，轨道列车动力系统包括主管理器、高压母线以及多个分别与高压母线连接的动力单元，相邻两个动力单元之间还设有开关；动力单元包括动力子系统、子管理器和牵引变流器，子管理器能够控制动力子系统和各牵引变流器的工作状态；主管理器分别与各子管理器信号连接，其可实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息，并根据状态信息判断是否产生故障单元；当产生故障单元时，断开故障单元，主管理器能够确定动力组，故障单元位于动力组内，动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值，主管理器控制动力组内的各开关闭合。可有效的提升列车故障运行能力，提升列车运行性能。

Description

轨道列车、轨道列车动力系统及其控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及轨道列车技术领域，具体涉及一种轨道列车、轨道列车动力系统及其控制方法和控制装置。

背景技术

氢能源列车等新能源列车与传统的受电弓、内燃机车相比，燃料电池和储能装置组成的氢动力系统所具有的高效、环保等优点被认为是轨道交通领域里一种潜力巨大的新型轨道交通工具。

但实际应用中，动力系统布置、能量管理控制策略、动力单元配比等均影响着列车运行性能及故障运行能力。

而如何提供一种轨道列车动力系统的控制方法，可有效的提升列车故障运行能力，提升列车运行性能，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道列车、轨道列车动力系统及其控制方法和控制装置，可有效的提升列车故障运行能力，提升列车运行性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道列车动力系统，轨道列车包括依次设置的多个车辆，所述轨道列车动力系统包括主管理器、高压母线以及多个并列设置的动力单元，各所述动力单元分别与各所述车辆一一对应设置，各所述动力单元分别与所述高压母线连接，且相邻两个所述动力单元之间还设有开关；所述动力单元包括动力子系统、子管理器和牵引变流器，所述牵引变流器能够为所述车辆提供牵引动力，所述动力子系统能够为所述牵引变流器供电，所述子管理器能够控制所述动力子系统和各所述牵引变流器的工作状态；所述主管理器分别与各所述子管理器信号连接，所述主管理器能够通过所述子管理器实时监测各所述动力子系统和所述牵引变流器的状态信息，并根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的所述动力子系统或发生故障的所述牵引变流器；当产生故障单元时，所述主管理器控制所述子管理器断开所述故障单元，所述主管理器能够确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值，所述主管理器能够控制所述动力组内的各所述开关闭合，使所述动力组内的各所述动力子系统为所述动力组内的各所述牵引变流器供电。

可选地，各所述动力单元还包括两个接触器，分别设于所述动力子系统和所述牵引变流器之间，所述高压母线的连接点位于两个所述接触器之间，所述子管理器能够通过所述接触器控制所述动力子系统及所述牵引变流器的通断。

可选地，当所述故障单元的数量大于一个时，所述主管理器能够根据各所述故障单元所在位置分别确定与各所述故障单元对应的动力组。

本发明还提供了一种轨道列车，其包括如上所述的轨道列车动力系统。

本发明还提供了一种轨道列车动力系统的控制方法，基于如上所述的轨道列车动力系统，所述轨道列车动力系统的控制方法包括如下步骤：

S1：实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

S2：根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器，若产生故障单元，则进入步骤S3；

S3：断开所述故障单元，并确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值；

S4：闭合所述动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

可选地，步骤S3中，所述确定动力组包括：

沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个所述节点之间包括至少两组动力单元，所述故障单元位于两个所述节点之间，若两个所述节点之间的最大电压差不超过预设值，则两个节点之间的各所述动力单元形成所述动力组；

若两个所述节点之间的最大电压差超过所述预设值，则选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，所述故障单元位于两个节点之间，并监测两个节点之间的各所述动力子系统的最大电压差，直至两个节点之间的各所述动力子系统的最大电压差不超过所述预设值时，两个节点之间的各所述动力单元形成所述动力组。

可选地，所述选取两个节点包括选取位于端部的两个动力单元所在位置为节点。

可选地，步骤S2中，当所述故障单元的数量大于一个时，步骤S3中，分别确定与各所述故障单元对应的动力组。

本发明还提供了一种轨道列车动力系统的控制装置，基于如上所述的轨道列车动力系统的控制方法，所述轨道列车动力系统的控制装置包括：

监测模块，用于实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

判断模块，用于根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器；

断开模块，用于当产生故障单元时，断开所述故障单元；

确定模块，用于当产生故障单元时，确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值；

执行单元，用于闭合所述动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

可选地，所述确定模块具体包括：

第一选取子模块，用于沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个所述节点之间包括至少两组动力单元，所述故障单元位于两个所述节点之间；

计算子模块，用于计算两个节点之间各所述动力子系统的最大电压差；

判断子模块，用于判断所述最大电压差是否超过预设值；

第二选取子模块，用于当最大电压差超过预设值时，选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，所述故障单元位于两个节点之间。

本发明的技术效果在于：轨道列车的动力系统按照车辆的数量，配置相应数量的动力单元，每组动力单元对应布置于一车辆。正常状态下，各动力子系统和牵引变流器均正常工作，高压母线通过开关断开，主管理器通过子管理器实时获取各动力子系统和牵引变流器的状态信息。由于各车辆的载客人数、重量等有差别，各车辆的牵引变流器的工作工况不同，子管理器可按照设定的能量管理控制策略，自动控制与其对应的动力子系统根据牵引变流器工作工况，即车辆运行工况供电，从而实现各车辆不同运行工况的适应性供电，提高能量利用率并可达到高效、节能的效果。

当主管理器根据状态信息判断个别动力子系统或牵引变流器发生故障时，即产生故障单元，主管理器可通过子管理器将发生故障的动力子系统或牵引变流器断开，并通过主管理器自动控制闭合动力组内的高压母线的开关，使得动力组内所有未发生故障的各动力子系统共同为所有未发生故障的牵引变流器供电，实现故障组车辆拓展供电。当动力子系统发生故障时，能够确保每一辆车的牵引变流器均有供电，当牵引变流器发生故障时，能够协调高压母线贯穿牵引变流器处于极端工况模式工作，从而能够有效提高该轨道列车的故障运行能力，并保证了列车在故障工况下安全发挥最大牵引功率，保证列车动力性能。整个控制策略集成在主能量管理控制器中，可实现自动化控制，减少了司机操作，降低司机操作不合适导致的故障扩散风险。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的轨道列车的动力系统的结构框图；

图2是本发明实施例所提供的轨道列车动力系统的控制方法的流程图；

图3是轨道列车动力系统的控制方法的详细流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例提供了一种轨道列车的动力系统，其中，轨道列车包括多个车辆，轨道列车动力系统包括依次并列设置的动力单元，各动力单元分别与各车辆一一对应设置，各动力单元分别与高压母线连接，且相邻两个动力单元之间还设有开关；具体的，动力单元包括动力子系统、子管理器和牵引变流器，其中，牵引变流器能够为车辆提供牵引动力，子管理器能够控制动力子系统和牵引变流器的工作状态，并能够实时监测动力子系统和牵引变流器的状态信息。

主管理器分别与各子管理器信号连接，并可通过子管理器获取各动力子系统和牵引变流器的状态信息，主管理器可根据其所获取的状态信息判断是否产生故障单元，该故障单元是指发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器，当产生故障单元时，主管理器能够通过子管理器控制故障单元断开，并且主管理器能够确定动力组，该动力组包括至少两组动力单元，且故障单元位于该动力组内，动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值，主管理器能够控制闭合位于动力组内各动力单元之间的高压母线的开关，使得动力组内的各动力子系统为动力组内的各牵引变流器供电。

也就是说，轨道列车的动力系统按照车辆的数量，配置相应数量的动力单元，每组动力单元对应布置于一车辆。正常状态下，各动力子系统和牵引变流器均正常工作，高压母线通过开关断开，主管理器通过子管理器实时获取各动力子系统和牵引变流器的状态信息。由于各车辆的载客人数、重量等有差别，各车辆的牵引变流器的工作工况不同，子管理器可按照设定的能量管理控制策略，自动控制与其对应的动力子系统根据牵引变流器工作工况，即车辆运行工况供电，从而实现各车辆不同运行工况的适应性供电，提高能量利用率并可达到高效、节能的效果。

当个别动力子系统或牵引变流器发生故障时，即产生故障单元，主管理器可通过子管理器将发生故障的动力子系统或牵引变流器断开，并通过主管理器自动控制闭合动力组内的高压母线的开关，使得动力组内所有未发生故障的各动力子系统共同为所有未发生故障的牵引变流器供电，实现故障组车辆拓展供电。当动力子系统发生故障时，能够确保每一辆车的牵引变流器均有供电，当牵引变流器发生故障时，能够协调高压母线贯穿牵引变流器处于极端工况模式工作，从而能够有效提高该轨道列车的故障运行能力，并保证了列车在故障工况下安全发挥最大牵引功率，保证列车动力性能。整个控制策略集成在主能量管理控制器中，可实现自动化控制，减少了司机操作，降低司机操作不合适导致的故障扩散风险。

具体的，主管理器如何根据状态信息判断其是否发生故障，对于本领域技术人员来说，是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

由于动力组内各动力子系统的最大电压差(最大电压值和最小电压值的差值)不超过预设值，避免了直接闭合高压母线开关，由不可接受的电压差所产生大电流导致设备烧损的安全隐患，保证系统整体稳定性。具体的，本实施例中，对于预设值的具体数值不做限制，具体可根据各车辆以及轨道列车的整体运行情况进行设定。

在上述实施例中，各动力单元还分别包括两个接触器，这两个接触器分别设于动力子系统和牵引变流器之间，并且高压母线的连接点位于这两个接触器之间，子管理器能够通过接触器控制动力子系统和牵引变流器的通断，正常状态下，各接触器均处于接触状态，动力子系统与牵引变流器连接并为其供电，当其中任意一者发生故障后，子管理器将会断开相应的接触器，使得故障单元被断开。

在上述实施例中，当故障单元的数量大于一个时，主管理器能够根据各故障单元所在位置分别确定与各故障单元对应的动力组。具体的，两个故障单元可以在同一个动力组内也可以分别在两个不同的动力组内均可，在此不做具体限制。

本发明实施例还提供了一种轨道列车，其包括上述轨道列车动力系统，具体的，该轨道列车的技术效果与上述轨道列车动力系统的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种轨道列车动力系统的控制方法，该控制方法基于如上所述的轨道列车动力系统，具体的，如图2所示，该控制方法包括如下步骤：

S1：实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

S2：根据状态信息判断是否产生故障单元，故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器，若产生故障单元，则进入步骤S3；

S3：断开故障单元，并确定动力组，动力组包括至少两组动力单元，且故障单元位于动力组内，动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值；

S4：闭合动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

轨道列车的动力系统按照车辆的数量，配置相应数量的动力单元，每组动力单元对应布置于一车辆。正常状态下(未发生故障时)，各动力子系统和牵引变流器均正常工作，高压母线通过开关断开，各动力子系统分别为对应的各车辆的牵引变流器供电，实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息。由于各车辆的载客人数、重量等有差别，各车辆的牵引变流器的工作工况不同，动力子系统可按照设定的能量管理控制策略，根据牵引变流器的工作工况，即车辆的运行工况供电，从而实现各车辆不同运行工况的适应性供电，提高能量利用率并可达到高效、节能的效果。

根据实时监测的状态信息判断是否产生故障单元，若产生故障单元，则先将故障单元断开，停止发生故障的动力子系统继续供电，或停止动力子系统继续向发生故障的牵引变流器供电，然后确定动力组，该动力组包括至少两组动力单元，故障单元位于该动力单元内，动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值，然后闭合动力组内连接于各动力单元之间的高压母线开关，使动力组内的各动力子系统共同为动力组内的各牵引变流器供电。当动力子系统发生故障时，能够确保每一辆车的牵引变流器均有供电，当牵引变流器发生故障时，能够协调高压母线贯穿牵引变流器处于极端工况模式工作，从而能够有效提高该轨道列车的故障运行能力，并保证了列车在故障工况下安全发挥最大牵引功率，保证列车动力性能。

由于动力组内各动力子系统的最大电压差不超过预设值，避免了直接闭合高压母线开关，由不可接受的电压差所产生大电流导致设备烧损的安全隐患，保证系统整体稳定性。具体的，本实施例中，对于预设值的具体数值不做限制，具体可根据各车辆以及轨道列车的整体运行情况进行设定。

在上述实施例中，步骤S3中，确定动力组包括：沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个节点之间包括至少两组动力单元，故障单元位于两个节点之间，若两个节点之间的最大电压差不超过预设值，则两个节点之间的各动力单元形成动力组；若两个节点之间的最大电压差超过预设值，则选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，故障单元位于两个节点之间，并监测两个节点之间的各动力子系统的最大电压差，直至两个节点之间的各动力子系统的最大电压差不超过预设值时，两个节点之间的各动力单元形成上述动力组。

也就是说，如图3所示，先沿高压母线的长度方向选取两个初始节点，两个初始节点之间包括至少两组动力单元，并且故障单元位于这两个初始节点之间，监测这两个初始节点之间的各动力子系统的最大电压差，若该最大电压差未超过预设值，则两个初始节点之间的各动力单元形成上述动力组，两个节点之间的各高压母线开关闭合即可，若这两个初始节点之间的最大电压差超过上述预设值，则再选取一个新的节点替换其中一个初始节点，具体的，该新的节点位于两个初始节点之间并位于具有最大电压值的动力子系统所在位置，故障单元仍然位于两个节点之间，即故障单元位于新的节点和一个初始节点这一新范围内，然后监测新范围内的各动力子系统的最大电压差，若其不超过预设值，则闭合位于新的节点和初始节点之间的高压母线开关即可，若超过预设值，则再次确定新的节点以替换原有的一个节点，新的节点为上述新范围内具有最大电压值的动力子系统所在位置，以此类推，直至两个节点之间的各动力子系统之间的最大电压差不超过预设值时，动力组确定，即为两个节点之间的各动力单元。按照上述方法确定动力组时，能够获得最大范围的动力组，提高列车综合能量利用率，并且动力组确定效率较高。

进一步的，上述选取两个节点包括选取位于端部的两个动力单元所在位置为节点。也就是说，两个初始节点分别为位于两端的两个动力子系统所在位置。当然，也可以从中间位置等选取节点，使得故障单元位于两个节点之间即可，在此不做具体限制，而将位于端部的两个动力子系统所在位置定位初始节点，能够获得最大范围的动力组，提高列车综合能量利用率。

在上述实施例中，当在步骤S2中产生的故障单元不止一个时，在步骤S3中，分别对各故障单元单独确定对应的动力组，具体的，两个故障单元可以在同一个动力组内也可以分别在两个不同的动力组内均可，在此不做具体限制。

相应的，本发明实施例还提供了一种轨道列车动力系统的控制装置，具体的，该控制装置包括

监测模块，用于实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

判断模块，用于根据状态信息判断是否产生故障单元，故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器；

断开模块，用于当产生故障单元时，断开故障单元；

确定模块，用于当产生故障单元时，确定动力组，动力组包括至少两组动力单元，且故障单元位于动力组内，动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值；

执行单元，用于闭合动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

详细的讲，轨道列车的动力系统按照车辆的数量，配置相应数量的动力单元，每组动力单元对应布置于一车辆。正常状态下(未发生故障时)，各动力子系统和牵引变流器均正常工作，开关模块控制高压母线的各开关均处于断开状态，监测模块实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息。由于各车辆的载客人数、重量等有差别，各车辆的牵引变流器的工作工况不同，动力子系统可按照设定的能量管理控制策略，根据牵引变流器的工作工况，即车辆的运行工况供电，从而实现各车辆不同运行工况的适应性供电，提高能量利用率并可达到高效、节能的效果。

判断模块用于根据状态信息判断是否产生故障单元，当判断模块判断已经产生故障单元后，断开模块将故障单元断开，停止发生故障的动力子系统继续供电，或停止动力子系统继续向发生故障的牵引变流器供电，然后确定模块可确定动力组，使故障单元位于该动力组内，并且动力组内的各动力子系统的最大电压差不超过预设值，最后由执行模块控制位于动力组内的各高压母线的开关闭合，使得动力组内的各个未发生故障的动力子系统共同为动力组内的各未发生故障的牵引变流器供电。

当动力子系统发生故障时，能够确保每一辆车的牵引变流器均有供电，当牵引变流器发生故障时，能够协调高压母线贯穿牵引变流器处于极端工况模式工作，从而能够有效提高该轨道列车的故障运行能力，并保证了列车在故障工况下安全发挥最大牵引功率，保证列车动力性能。由于动力组内各动力子系统的最大电压差不超过预设值，避免了直接闭合高压母线开关，由不可接受的电压差所产生大电流导致设备烧损的安全隐患，保证系统整体稳定性。具体的，本实施例中，对于预设值的具体数值不做限制，具体可根据各车辆以及轨道列车的整体运行情况进行设定。

在上述实施例中，确定模块具体包括：

第一选取子模块，用于沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个节点之间包括至少两组动力单元，故障单元位于两个节点之间；

计算子模块，用于计算两个节点之间各动力子系统的最大电压差；

判断子模块，用于判断最大电压差是否超过预设值；

第二选取子模块，用于当最大电压差超过预设值时，选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，故障单元位于两个节点之间。

详细的讲，第一选取子模块选取两个节点，这两个节点之间包括至少两组动力单元，故障单元位于这两个节点之间，计算子单元根据状态信息计算这两个节点之间的最大电压差，判断子模块判断最大电压差是否超过预设值，若最大电压差不超过预设值，则两个节点之间的各动力单元形成动力组；若两个节点之间的最大电压差超过预设值，则第二选取子模块选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，故障单元位于两个节点之间，计算子单元计算两个节点之间的各动力子系统的最大电压差，以此类推，直至两个节点之间的各动力子系统的最大电压差不超过预设值时，两个节点之间的各动力单元形成上述动力组。提高列车综合能量利用率，并且动力组确定效率较高。

如图1所示，轨道列车包括多组车辆，分别为1～n，对应的，动力单元也设有子管理器1～n，动力子系统1～n，牵引变流器1～n，各动力单元之间依次通过高压母线连接，并且高压母线在相邻两个动力单元之间还设有开关，图1中，实线为高压供电线，虚线为通讯线，通过通讯线连接的各部件之间能够实现信号传输，具体的，图1中所示的通讯线只是示意以便于理解，具体可以采用线连接也可以通过无线方式连接如WiFi、蓝牙、红外等实现信号传输均可。各子管理器分别与主管理器信号连接以实现通讯，各子管理器能够分别将与其对应的动力子系统的状态以及牵引变流器的状态传输给主管理器，主管理器可根据各动力子系统的状态信息以及牵引变流器的状态信息控制各压母线开关的开闭。

若一组动力子系统或牵引变流器出现故障，则与该故障单元对应的子管理器将通过相应的接触器断开该故障单元，主管理器确定动力组，以两端的动力子系统(1和n)所在位置为初始节点，主管理器监测动力子系统1～n(除发生故障的动力子系统以外)的最高电压与最低电压的差值，若该差值在预设值内，则1～n为动力组，主管理器闭合所有的高压母线开关，由未发生故障的所有的动力子系统共同作用为未发生故障的所有牵引变流器供电。

若动力子系统1～n范围内的最高电压与最低电压的差值超出预设值，则确认动力子系统最高电压值位于动力子系统b，将b作为一个新的节点。故障单元可能位于1～b也可能位于b～n，动力组的确定方法相同，为节约篇幅，在此以故障单元位于1～b范围内为例进展开说明。

故障单元位于1～b范围内，主管理器监测动力子系统1～b的最高电压与最低电压的差值，若该差值在预设值内，则1～b为动力组即动力子系统1和动力子系统n形成动力组的两个端点，主管理器闭合动力组内的高压母线开关1～(b-1)，在该动力组内，由未发生故障的所有的动力子系统共同作用为未发生故障的所有牵引变流器供电。

若动力子系统1～b的最高电压与最低电压的差值超出预设值，则确认动力子系统1～b内除端点外(即2～(b-1)中)的具有最高电压的动力子系统a，以a为新的节点(如图1所示，若故障单元位于b～n范围内，此处新的节点为c)，故障单元位于1～a范围内，主管理器监测动力子系统1～a的最高电压与最低电压的差值，若该差值在预设值内，则1～a为动力组，主管理器闭合动力组内的高压母线开关1～(a-1)。若故障单元位于a～b范围内，则主管理器监测动力子系统a～b的最高电压与最低电压的差值，若该差值在预设值内，则a～b为动力组，主管理器闭合动力组内的高压母线开关a～(b-1)。

对于故障单元位于1～a范围内，且动力子系统1～a的最高电压与最低电压的差值超出预设值，以及故障单元位于a～b范围内，动力子系统a～b的最高电压与最低电压的差值超出预设值的情况，则继续确定新的节点，按照上述方法类推，直至闭合与故障单元相邻的动力单元之间的高压母线开关。

对于故障单元的数量为两个或两个以上时，故障单元可以都是动力子系统、可以都是牵引变流器或者部分是动力子系统部分是牵引变流器均可。与各故障单元对应的子管理器通过对应的接触器将故障单元断开，主管理器确定动力组，以两端的动力子系统(1和n)所在位置为初始节点，主管理器监测动力子系统1～n的最高电压与最低电压的差值，若该差值在预设值内，则1～n为动力组，主管理器闭合所有的高压母线开关，由未发生故障的所有的动力子系统共同作用为未发生故障的所有牵引变流器供电。

若动力子系统1～n的最高电压与最低电压的差值超出预设值，则按照上述一个故障单元时的方法类推，分别确定与各故障单元对应的动力组，具体的，各故障单元的动力组可以相同也可以不同，可以相邻也可以相隔，主管理器控制各动力组内的各高压母线开关闭合即可。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道列车动力系统，轨道列车包括依次设置的多个车辆，其特征在于，所述轨道列车动力系统包括主管理器、高压母线以及多个并列设置的动力单元，各所述动力单元分别与各所述车辆一一对应设置，各所述动力单元分别与所述高压母线连接，且相邻两个所述动力单元之间还设有开关；

所述动力单元包括动力子系统、子管理器和牵引变流器，所述牵引变流器能够为所述车辆提供牵引动力，所述动力子系统能够为所述牵引变流器供电，所述子管理器能够控制所述动力子系统和所述牵引变流器的工作状态；

所述主管理器分别与各所述子管理器信号连接，所述主管理器能够通过所述子管理器实时监测各所述动力子系统和各所述牵引变流器的状态信息，并根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的所述动力子系统或发生故障的所述牵引变流器；

当产生故障单元时，所述主管理器控制所述子管理器断开所述故障单元，所述主管理器能够确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值，所述主管理器能够控制所述动力组内的各所述开关闭合，使所述动力组内的各所述动力子系统为所述动力组内的各所述牵引变流器供电。

2.根据权利要求1所述的轨道列车动力系统，其特征在于，各所述动力单元还包括两个接触器，分别设于所述动力子系统和所述牵引变流器之间，所述高压母线的连接点位于两个所述接触器之间，所述子管理器能够通过所述接触器控制所述动力子系统及所述牵引变流器的通断。

3.根据权利要求1所述的轨道列车动力系统，其特征在于，当所述故障单元的数量大于一个时，所述主管理器能够根据各所述故障单元所在位置分别确定与各所述故障单元对应的动力组。

4.一种轨道列车，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的轨道列车动力系统。

5.一种轨道列车动力系统的控制方法，基于权利要求1-3任一项所述的轨道列车动力系统，其特征在于，所述轨道列车动力系统的控制方法包括如下步骤：

S1：实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

S2：根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器，若产生故障单元，则进入步骤S3；

S3：断开所述故障单元，并确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值；

S4：闭合所述动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

6.根据权利要求5所述的轨道列车动力系统的控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述确定动力组包括：

沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个所述节点之间包括至少两组动力单元，所述故障单元位于两个所述节点之间，若两个所述节点之间的最大电压差不超过预设值，则两个节点之间的各所述动力单元形成所述动力组；

若两个所述节点之间的最大电压差超过所述预设值，则选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，所述故障单元位于两个节点之间，并监测两个节点之间的各所述动力子系统的最大电压差，直至两个节点之间的各所述动力子系统的最大电压差不超过所述预设值时，两个节点之间的各所述动力单元形成所述动力组。

7.根据权利要求6所述的轨道列车动力系统的控制方法，其特征在于，所述选取两个节点包括选取位于端部的两个动力单元所在位置为节点。

8.根据权利要求7所述的轨道列车动力系统的控制方法，其特征在于，步骤S2中，当所述故障单元的数量大于一个时，步骤S3中，分别确定与各所述故障单元对应的动力组。

9.一种轨道列车动力系统的控制装置，基于权利要求5-8任一项所述的轨道列车动力系统的控制方法，其特征在于，所述轨道列车动力系统的控制装置包括：

监测模块，用于实时监测各动力子系统和牵引变流器的状态信息；

判断模块，用于根据所述状态信息判断是否产生故障单元，所述故障单元为发生故障的动力子系统或发生故障的牵引变流器；

断开模块，用于当产生故障单元时，断开所述故障单元；

确定模块，用于当产生故障单元时，确定动力组，所述动力组包括至少两组动力单元，且所述故障单元位于所述动力组内，所述动力组内的各所述动力子系统的最大电压差不超过预设值；

执行单元，用于闭合所述动力组内的连接于各动力单元之间的高压母线的开关。

10.根据权利要求9所述的轨道列车动力系统的控制装置，其特征在于，所述确定模块具体包括：

第一选取子模块，用于沿高压母线的长度方向选取两个节点，两个所述节点之间包括至少两组动力单元，所述故障单元位于两个所述节点之间；

计算子模块，用于计算两个节点之间各所述动力子系统的最大电压差；

判断子模块，用于判断所述最大电压差是否超过预设值；

第二选取子模块，用于当最大电压差超过预设值时，选取一个新的节点替换原有的一个节点，新的节点为原有的两个节点之间具有最大电压的动力子系统所在位置，所述故障单元位于两个节点之间。

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