CN113602100B - 磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器 - Google Patents

磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器。该系统包括：高压电网；中压直流电网；地面变流站；其中，所述高压电网通过变压器和变流器与所述中压直流电网联接；所述中压直流电网与所述地面变流站中的三端口模块化中压变流装置MMC变流器的第一端联接；直流母线与所述三端口MMC变流器的第二端联接；所述三端口MMC变流器的第三端与中压交流输出端联接，输出可变频变压的三相交流电，以对磁悬浮列车的长定子供电。通过本申请，解决了相关技术中磁悬浮列车供电系统的供电效果不佳的问题。

Description

磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器
技术领域
本申请涉及列车供电技术领域，具体而言，涉及一种磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器。
背景技术
当前的高铁以轮轨技术为主流，运行速度在400km/h以内。由于随着运行速度的提升，机车所需的牵引功率也不断增加。超过400km/h，轮轨技术通常难以实现。例如，总长度为300m的高速列车，在500km/h的运行工况下，需要的牵引功率高达20MW。一方面技术上难以实现，例如：轴重过重(超过10吨)、噪声太高、机械震动难以控制等；另一方面也缺乏经济性，例如轨道、轮对等损耗件磨损严重等。
磁悬浮技术是解决上述问题的可行技术。目前，磁悬浮技术主要包含：短定子技术和长定子技术。采用短定子技术磁悬浮列车，通常采用异步直线电机技术。直线电机定子线圈和相应的变流器安装在列车上，转子则采用简单的铝排，并安装在路基轨道上。与长定子技术相比，该技术成本低。但是，由于大功率牵引变流系统需要安装在列车上，将大大增加列车重量。因此，该技术仅适用于功率较低的中低速磁悬浮列车。高速磁悬浮通常采用基于直线永磁同步电机的长定子技术。与短定子技术相比，长定子技术需要在路基轨道上铺设定子线圈，因此造价更高。但是，定子线圈由安装在地面的变流器(包括：变压器、开关器件等)供电，因此列车重量低，能够实现高速化。
现有技术中，高速磁悬浮列车长定子(地面)供电系统如图1所示。与传统电力系统相同，高压交流输电网通过高压变压器向中压交流配电网供电；中压交流电网则通过地面变流站向长定子线圈供电。其中，地面变流站由中压交-直-交变流器(由整流器、中间直流环节和逆变器组成)和开关设备组成，向线路电缆输出电压和频率均可调节(VVVF)的电压。线路电缆通过开关器件，接入或断开相应的长定子线圈，从而实现对相应的长定子直线电机的变频变压控制。长定子线圈的长度通常为500…1500m，地面变流站间的距离通常为30…50km。需要说明的是，图1中做了一定的简化。每个地面变流站通常包含2-3个中压变流器，分别给左右两边的长定子供电。
在牵引工况下，能量流向如图1所示，为：高压交流电网→中压交流电网→地面变流站→磁悬浮列车。
中压变流器的电气结构图，如图2所示，图2中的标识具体为：1、输入变压器；2、整流器；3、中间直流环节；4、斩波电阻；5、(三电平)逆变器；6、输出变压器。由于中压变流器功率很高，例如，400km/h需要的变流器功率约为12MVA；500km/h需要的变流器功率约为20MVA，为减小长定子线圈的电流与截面积，从而降低定子线圈成本，变流器输出电压应尽可能高。因此，逆变器通常采用多电平(例如，三电平)拓扑结构。同时，输出变压器原边采用了三抽头的结构。在低速区(需要较低电压和较大电流)，两个逆变器交流输出通过变压器原边并联，变压器中间抽头输出给长定子线圈供电(变压器仅起到并联电抗器的作用)；在高速区，两个逆变器交流输出通过变压器原边串联，变压器次边给长定子线圈供电。
针对相关技术中磁悬浮列车供电系统的供电效果不佳的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种磁悬浮列车的供电系统、方法、存储介质和处理器，以解决相关技术中磁悬浮列车供电系统的供电效果不佳的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种磁悬浮列车的供电系统。该系统包括：高压电网；中压直流电网；地面变流站；其中，所述高压电网通过变压器和变流器与所述中压直流电网联接；所述中压直流电网与所述地面变流站中的三端口模块化中压变流装置MMC变流器的第一端联接；直流母线与所述三端口MMC变流器的第二端联接；所述三端口MMC变流器的第三端与中压交流输出端联接，输出可变频变压的三相交流电，以对磁悬浮列车的长定子供电。
进一步地，所述三端口MMC变流器中包括多个三端口MMC模块，每个三端口MMC模块的直流端设置有一个函电气隔离的DC-DC变流器，所述DC-DC变流器用于联接所述直流母线和每个三端口MMC模块的直流端，其中，所述DC-DC变流器包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器。
进一步地，所述系统还包括：光伏发电站，通过所述DC-DC变流器升压斩波，接入所述直流母线；风力发电站，采用AC-DC可控升压整流的方式与所述直流母线相联，或者，所述风力发电站采用AC-DC不可控整流和DC-DC变流器升压斩波的方式与所述直流母线相联；电池储能单元，通过DC-DC变流器升压斩波，接入所述直流母线。
进一步地，所述DC-DC变流器包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器，所述变压器包括多个次边绕组，每个次边绕组分别与一个三端口MMC模块的直流端相联。
进一步地，所述高压电网为高压交流电网或高压直流电网，其中，若高压电网为高压交流电网，则采用降压变压器和AC-DC变流器与中压直流电网联接；若高压电网为高压直流电网，则采用包含电气隔离的DC-DC变流器接入中压直流电网。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种所述供电方法应用于上述所述磁悬浮列车的供电系统，所述三端口MMC变流器包括：低压直流输入端、中压直流输入或者输出端、中压交流输入或输出端，包括：判断可再生能源和所述电池储能单元是否处于停机状态，其中，所述可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站；若所述可再生能源和所述电池储能单元未处于停机状态，则基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略；采用所述供电策略为所述磁悬浮列车的长定子供电。
进一步地，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率与所述磁悬浮列车的需求能量相同，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电。
进一步地，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率小于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能，补足所述磁悬浮列车缺少的能量需求，其中，从所述中压直流电网所获取的电能来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
进一步地，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率大于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
进一步地，所述方法还包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元处于停机状态，则通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
进一步地，所述方法还包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元不处于停机状态，且所述磁悬浮列车处于未运行状态，则将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
进一步地，所述方法还包括：若所述磁悬浮列车处于再生制动工况，则将所述磁悬浮列车输出的再生制动功率传输至所述地面变流站，将所述地面变流站的输出传输至中压直流电网，同时将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种磁悬浮列车的供电方法，所述供电方法应用于上述所述磁悬浮列车的供电系统，包括：通过控制所述地面变流站的两端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述任意一项所述的方法。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的方法。
本申请的磁悬浮列车的供电系统，包括：高压电网；中压直流电网；地面变流站；其中，所述高压电网通过变压器和变流器与所述中压直流电网联接；所述中压直流电网与所述地面变流站中的三端口模块化中压变流装置MMC变流器的第一端联接；直流母线与所述三端口MMC变流器的第二端联接；所述三端口MMC变流器的第三端与中压交流输出端联接，输出可变频变压的三相交流电，以对磁悬浮列车的长定子供电，解决了相关技术中磁悬浮列车供电系统的供电效果不佳的问题，达到了提升磁悬浮列车供电系统的供电效果，并通过对地面变流站三端口MMC变流器复用和有效的控制策略，有效降低可再生能源的接入并网成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中的高速磁悬浮列车长定子供电系统示意图；
图2是现有技术中的中压变流器电路结构图；
图3是根据本申请实施例提供的不包含可再生能源接入磁悬浮列车的供电系统的示意图；
图4是根据本申请实施例提供的不包含可再生能源接入的地面变流站两端口MMC变流器电路的结构图；
图5是根据本申请实施例提供的包含可再生能源接入的磁悬浮列车长定子供电系统的示意图；
图6是根据本申请实施例提供的地面变流站包含三个端口的新型MMC变流器电路的电路结构图；
图7是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法的流程图；
图8是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图一；
图9是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图二；
图10是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图三；
图11是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图四；
图12是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图五；
图13是根据本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中电能的流向示意图六；
图14是根据本申请实施例提供的可选的三端口MMC变流器电路的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请的实施例，提供了一种磁悬浮列车的供电系统。如图3所示，该系统包括：高压电网；中压直流电网；地面变流站；其中，高压电网通过变压器和变流器与中压直流电网联接；中压直流电网与地面变流站中的模块化中压变流装置两端口MMC变流器的第一端联接；两端口MMC变流器的第二端与中压交流输出端联接，输出可变频变压的三相交流电，以对磁悬浮列车的长定子供电。
上述的高压电网可以为高压交流电网或高压直流电网，其中，若高压电网为高压交流电网，则采用降压变压器和AC-DC变流器与两端口MMC变流器的第一端联接；若高压电网为高压直流电网，则采用包含电气隔离的DC-DC变流器接入两端口MMC变流器的第一端联接。在本申请实施例中，采用中压直流电网取代相关技术中的中压交流电网，这能够显著减小电压传输损耗。在本申请实施例中，还采用MMC变流器结构(如图4所示，由多个子模块串联)，能够摆脱器件电压限制，输出电压可远高于现有技术方案。从而相同变流器输出功率条件下，显著提高了输出电压、降低了输出电流，从而降低了线路电缆和定子线圈的截面积，从而降低了成本。或者，在输出电流相同的条件下，通过提高输出电压，显著提高地面变流站的变流器输出功率，并增大地面变流站之间的距离，从而也降低了成本。同时，由于MMC结构变流器的等效开关远远高于现有技术的多电平逆变器，因此输出电压和电流谐波将显著减少，大大提高了供电质量，并降低了谐波损耗。
通过上述方案，解决了相关技术中磁悬浮列车供电系统的供电效果不佳的问题，中压直流电网减小电压传输损耗，进一步地，采用MMC变流器，提高输出电压，减小了输出电压和电流的谐波，降低了供电成本，从而提升了磁悬浮列车供电系统的供电效果。
可选地，如图5所示，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电系统中采用三端口MMC变流器，从而实现变流器的复用和可再生能源的并网接入。三端口MMC变流器中包括多个三端口MMC模块，每个三端口MMC模块的直流端设置有一个函电气隔离的DC-DC变流器，DC-DC变流器用于联接直流母线和每个三端口MMC模块的直流端，其中，DC-DC变流器包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器。
上述方案中的DC-DC变流器还可以包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器，变压器包括多个次边绕组，每个次边绕组分别与一个三端口MMC模块的直流端相联。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电系统中，该系统还包括：光伏发电站，通过DC-DC变流器升压斩波，接入直流母线；风力发电站，采用AC-DC可控升压整流的方式与直流母线相联，或者，风力发电站采用AC-DC不可控整流和DC-DC变流器升压斩波的方式与直流母线相联；电池储能单元，通过DC-DC变流器升压斩波，接入直流母线。
可再生能源接入的磁悬浮列车长定子供电系统的示意图，如图5所示，地面变流站包含三个端口的新型MMC变流器电路的结构示意图，如图6所示，光伏发电站可通过DC-DC升压斩波与直流母线相联，以接入供电系统中的三端口MMC变流器。风力发电站可用AC-DC整流和DC-DC升压斩波，与直流母线相联以接入供电系统中的三端口MMC变流器。或者，风力发电站也可采用升压AC-DC整流方式，与直流母线相联接入供电系统中的三端口MMC变流器。同时，也可增加电池储能单元，电池储能单元通过DC-DC升压斩波接入直流母线，以接入供电系统中的三端口MMC变流器，从而实现减小供电系统的波动性，提高供电系统稳定性。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种供电方法应用于上述磁悬浮列车的供电系统，三端口MMC变流器包括：低压直流输入端、中压直流输入或者输出端、中压交流输入或输出端，如图7所示，该供电方法的包括以下步骤：
步骤S701，判断可再生能源和电池储能单元是否处于停机状态，其中，可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站。
步骤S702，若可再生能源和电池储能单元未处于停机状态，则基于可再生能源和电池储能单元的输出功率，确定供电策略。
步骤S703，采用供电策略为磁悬浮列车的长定子供电。
通过上述步骤S701-S703，基于可再生能源和电池储能单元的运行状态确定为磁悬浮列车供电的供电策略，保障了对磁悬浮列车的供电效果，实现了可再生能源的接入和磁悬浮供电系统的复用。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，基于可再生能源和电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若可再生能源和电池储能单元的输出功率与磁悬浮列车的需求能量相同，则确定供电策略为：将可再生能源和电池储能单元的输出功率，通过直流母线传输至地面变流站，通过地面变流站的输出，以对磁悬浮列车的长定子供电。
在上述方案中，如果接入系统的可再生能源和储能单元的输出功率与负载(磁悬浮列车)需求完全一致(也即，可再生能源和电池储能单元的输出功率与磁悬浮列车的需求能量相同)，则控制电能的流向为：可再生能源→直流母线→地面变流站→负载，从而为磁悬浮列车的长定子供电，如图8所示。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，基于可再生能源和电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若可再生能源和电池储能单元的输出功率小于磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将可再生能源和电池储能单元的输出功率，通过直流母线传输至地面变流站，通过地面变流站的输出，以对磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能，补足磁悬浮列车缺少的能量需求，其中，从中压直流电网所获取的电能来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
在上述方案中，如果接入系统的可再生能和储能单元的输出功率低于负载功率(也即，磁悬浮列车的需求能量)，则控制电能的流向为：可再生能源→直流母线→地面变流站，同时不足的功率由：高压交流或者直流电网→中压直流电网→地面变流站，最后地面变流站→负载，从而为磁悬浮列车的长定子供电，如图9所示。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，基于可再生能源和电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若可再生能源和电池储能单元的输出功率大于磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将可再生能源和电池储能单元的输出功率，通过直流母线传输至地面变流站，通过地面变流站的输出以对磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
在上述方案中，如果接入系统的可再生能和储能单元的输出功率高于负载功率，则控制电能的流向为：可再生能源→直流母线→地面变流站，从而为磁悬浮列车的长定子供电，同时地面变流站既向负载供电，也同时向中压直流电网回馈电能，即：地面变流站→负载(磁悬浮列车)，地面变流站→中压直流电网，如图10所示。需要说明的是，回馈的电能可以用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，该方法还包括：若可再生能源和电池储能单元处于停机状态，则通过控制地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
在上述方案中，如果接入供电系统的可再生能源和电池储能单元处于停机状态(也即，输出功率为0)，则控制电能的流向为：高压交流/直流电网→中压直流电网→地面变流站→负载，从而为磁悬浮列车的长定子供电，如图11所示。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，该方法还包括：若可再生能源和电池储能单元不处于停机状态，且磁悬浮列车处于未运行状态，则将可再生能源和电池储能单元的输出功率，通过直流母线传输至地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
在上述方案中，磁悬浮列车处于未运行状态，也即，负载功率为0，可再生能源则通过地面变流站直接向中压直流电网供电，也即，控制可再生能源生成的电能的流向为：可再生能源→直流母线→地面变流站→中压直流电网，如图12所示。需要说明的是，回馈中压直流电网的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
可选地，在本申请实施例提供的磁悬浮列车的供电方法中，该方法还包括：若磁悬浮列车处于再生制动工况，则将磁悬浮列车输出的再生制动功率传输至地面变流站，将地面变流站的输出传输至中压直流电网，同时将可再生能源和电池储能单元的输出功率通过直流母线传输至地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
在上述方案中，当磁浮列车处于再生制动工况，则控制电能的流向为：负载(磁悬浮列车)→地面变流站→中压直流电网。同时，可再生能源的电力也通过地面变流站流向中压直流电网：可再生能源→直流母线→地面变流站→中压直流电网。如图13所示。需要说明的是，回馈的电能可以用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
另外，需要说明的是，地面变流站三端口MMC变流器中的函电气隔离的DC-DC变流器技术上也可实现双向，从而实现磁浮列车再生制动的能量或来自中压直流电网的能量流向电池储能单元。在此模式下，电池储能单元运行方式可以是：通过直流母线与可再生能源直接相联，存储和调节可再生能源产生的能量。另外，三端口MMC变流器中的函电气隔离的DC-DC变流器可采取不同的拓扑结构来实现，如图14所示，例如，在直流母线侧采用更大功率的DC-AC逆变器，并与(中频)变压器原边相联；(中频)变压器包含多个次边绕组，每个次边绕组分别于MMC一个模块的直流输入相联。图14中，所示例的为包含两个次边绕组的中频变压器。
如果没有新能源接入的供电系统，根据本申请的另一个方面，还提供了一种供电方法应用于上述磁悬浮列车的供电系统，通过控制地面变流站的两端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
在无新能源接入情况下，则可取消三端口MMC模块中函电气隔离的DC-DC变流器和第二端口(与直流母线相联的端口)，从而构成一个两端口的MMC变流器。
综上，通过本申请公开的磁悬浮列车的供电系统和供电方法解决了基于长定子技术的高速磁悬浮列车定子供电技术的不足的问题，提高了对基于长定子技术的磁悬浮列车的供电效果。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提升磁悬浮列车供电系统的供电效果。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述磁悬浮列车的供电方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述磁悬浮列车的供电方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：判断可再生能源和所述电池储能单元是否处于停机状态，其中，所述可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站；若所述可再生能源和所述电池储能单元未处于停机状态，则基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略；采用所述供电策略为所述磁悬浮列车的长定子供电。
处理器执行程序时还实现以下步骤：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率与所述磁悬浮列车的需求能量相同，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电。
处理器执行程序时还实现以下步骤：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率小于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能，补足所述磁悬浮列车缺少的能量需求，其中，从所述中压直流电网所获取的电能来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
处理器执行程序时还实现以下步骤：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率大于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
处理器执行程序时还实现以下步骤：所述方法还包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元处于停机状态，则通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
处理器执行程序时还实现以下步骤：若所述可再生能源和所述电池储能单元不处于停机状态，且所述磁悬浮列车处于未运行状态，则将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
处理器执行程序时还实现以下步骤：若所述磁悬浮列车处于再生制动工况，则将所述磁悬浮列车输出的再生制动功率传输至所述地面变流站，将所述地面变流站的输出传输至中压直流电网，同时将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
处理器执行程序时还实现以下步骤：通过控制所述地面变流站的两端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：判断可再生能源和所述电池储能单元是否处于停机状态，其中，所述可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站；若所述可再生能源和所述电池储能单元未处于停机状态，则基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略；采用所述供电策略为所述磁悬浮列车的长定子供电。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率与所述磁悬浮列车的需求能量相同，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率小于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能，补足所述磁悬浮列车缺少的能量需求，其中，从所述中压直流电网所获取的电能来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率大于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：若所述可再生能源和所述电池储能单元处于停机状态，则通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：若所述可再生能源和所述电池储能单元不处于停机状态，且所述磁悬浮列车处于未运行状态，则将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：若所述磁悬浮列车处于再生制动工况，则将所述磁悬浮列车输出的再生制动功率传输至所述地面变流站，将所述地面变流站的输出传输至中压直流电网，同时将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
当在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种磁悬浮列车的供电系统，其特征在于，包括：
高压电网；
中压直流电网；
地面变流站；
其中，所述高压电网通过变压器和变流器与所述中压直流电网联接；
所述中压直流电网与所述地面变流站中的三端口MMC变流器的第一端联接；
直流母线与所述三端口MMC变流器的第二端联接；
所述三端口MMC变流器的第三端与中压交流输出端联接，输出可变频变压的三相交流电，以对磁悬浮列车的长定子供电；
其中，所述供电系统还包括可再生能源和电池储能单元，所述可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站；
所述可再生能源与所述直流母线联接，所述电池储能单元与所述直流母线联接，其中，所述直流母线将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率传输到所述地面变流站，以对磁悬浮列车的长定子供电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三端口MMC变流器中包括多个三端口MMC模块，每个三端口MMC模块的直流端设置有一个函电气隔离的DC-DC变流器，所述DC-DC变流器用于联接所述直流母线和每个三端口MMC模块的直流端，其中，所述DC-DC变流器包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
光伏发电站，通过所述DC-DC变流器升压斩波，接入所述直流母线；
风力发电站，采用AC-DC可控升压整流的方式与所述直流母线相联，或者，所述风力发电站采用AC-DC不可控整流和DC-DC变流器升压斩波的方式与所述直流母线相联；
电池储能单元，通过DC-DC变流器升压斩波，接入所述直流母线。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述DC-DC变流器包括：DC-AC逆变器、变压器和整流器，所述变压器包括多个次边绕组，每个次边绕组分别与一个三端口MMC模块的直流端相联。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压电网为高压交流电网或高压直流电网，其中，若高压电网为高压交流电网，则采用降压变压器和AC-DC变流器与中压直流电网；若高压电网为高压直流电网，则采用包含电气隔离的DC-DC变流器接入中压直流电网。
6.一种磁悬浮列车的供电方法，其特征在于，所述供电方法应用于上述权利要求3所述磁悬浮列车的供电系统，所述三端口MMC变流器包括：低压直流输入端、中压直流输入或者输出端、中压交流输入或输出端，包括：
判断可再生能源和所述电池储能单元是否处于停机状态，其中，所述可再生能源包括：光伏发电站和风力发电站；
若所述可再生能源和所述电池储能单元未处于停机状态，则基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略；
采用所述供电策略为所述磁悬浮列车的长定子供电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：
若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率与所述磁悬浮列车的需求能量相同，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：
若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率小于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出，以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能，补足所述磁悬浮列车缺少的能量需求，其中，从所述中压直流电网所获取的电能来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，确定供电策略包括：
若所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率大于所述磁悬浮列车的需求能量，则确定供电策略为：将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过所述地面变流站的输出以对所述磁悬浮列车的长定子供电，同时，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述可再生能源和所述电池储能单元处于停机状态，则通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述可再生能源和所述电池储能单元不处于停机状态，且所述磁悬浮列车处于未运行状态，则将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率，通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述磁悬浮列车处于再生制动工况，则将所述磁悬浮列车输出的再生制动功率传输至所述地面变流站，将所述地面变流站的输出传输至中压直流电网，同时将所述可再生能源和所述电池储能单元的输出功率通过所述直流母线传输至所述地面变流站，通过控制所述地面变流站的三端口MMC变流器向所述中压直流电网回馈电能，其中，回馈的电能用于供中压直流电网的其它负载使用或者回馈至高压电网。
13.一种磁悬浮列车的供电方法，其特征在于，所述供电方法应用于上述权利要求1所述磁悬浮列车的供电系统，包括：
通过控制所述地面变流站的两端口MMC变流器从中压直流电网获取电能以对所述磁悬浮列车的长定子供电，其中，从中压直流电网所获取的电能，来自高压电网或者接入中压直流电网的其它发电装置。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求6至13中任意一项所述的方法。
15.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求6至13中任意一项所述的方法。
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