CN114884047A - 城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，属于电力电子技术领域。该供电系统包括110kV高压电网、35kV中压电网、级联H桥型中压直挂式变换器、650V‑800V公共直流母线、备用电源和直流用电负荷。所述级联H桥型中压直挂式变换器由3n个模块级联组成，每个模块由一个H桥变换器和一个隔离型DC/DC变换器串联组成。本发明能取代基于工频变压器的交流负荷供电系统，提高地铁站负荷供电系统的效率和功率密度，降低工频变压器引入的空载损耗和额外的成本，达到节能、减排和节约成本的目的。

Description

城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统
技术领域
本发明涉及一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，属于电力电子技术领域。
背景技术
当前，国内外的地铁站普遍采用的供电系统为图1所示的基于工频变压器的站内负荷交流供电系统，具体的，主变电所通过工频变压器将110kV交流电降压至35kV，然后输送至所有的地铁站。主变电所配备静止无功补偿器(Static Var Generator，SVG)装置，补偿整条地铁线所有站点的无功功率消耗，使其满足并网要求。在每个地铁站点，供电系统主要分为两部分，一是机车的牵引供电，一是给站内其它负荷供电，如通风空调系统、给水排水系统、消防系统、电扶梯系统、通讯及信息系统、运行控制系统、自动售检票系统以及站内照明系统等。此外，地铁站内还需配备地铁应急电源系统，即消防应急电源(EmergencyPower Supply，EPS)、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)等。交流供电系统中，当主供电系统出现故障时，UPS 与EPS迅速启动承担起电力供应的任务，以防止出现因主供电系统故障而导致地铁迫停以及站内负荷无电力供应等问题，保障在主供电系统故障时地铁站内设施仍能保持正常运转。在主供电系统中，地铁牵引系统经过工频变压器降压后，采用24脉波整流机组提供牵引电压，技术相对成熟，基本上能够满足当前应用的需求。而地铁站内的其他负荷的供电系统与牵引供电是相互独立的，需先通过工频变压器将35kV中压电网降压至市电等级，然后供站内各类负荷使用。
然而，采用这种供电方式需要配备大量的电力降压变压器，电力降压变压器工作于工频，含有大量的铜和铁等材料，不仅体积和重量都较大，而且还具有夜间空载损耗高，无功功率消耗大等缺点。以容量为1MVA的变压器为例，空载损耗为1.6kW，每天平均空载时间按10小时计算，则每天消耗的电能为16kWh/MW。以20个站台的地铁线路为例，配电变压器空载损耗约为133.16×104kWh/年，一条地铁线一年内变压器的空载损耗约折合200 吨标准煤，按照每吨标准煤排放二氧化硫0.008吨，二氧化碳2.6吨计算，一年排放二氧化硫排放1.6吨和二氧化碳排放520吨。考虑到全国所有运行的地铁线路，这将是一个非常可观的数字。
综上所述，现有地铁站内负荷交流供电系统存在以下问题：
1、在交流供电系统中，不可避免地需要配备大量的工频变压器，工频变压器含有大量的铜和铁等材料，体积和重量较大，较为笨重，无论是对电力降压变压器安装还是维护都较为困难。其次，工频变压器还存在较大的空载损耗。
2、大量工频变压器的应用使得地铁站内的无功消耗较大，为满足并网要求，需要补偿的无功功率也大，则主变电所内所需配备的SVG容量较大，增大了地铁站的投资成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述交流供电系统的局限性，提出一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统。即以直流电供应地铁站内各种用电设备，从根源上去除大量工频变压器，避免工频变压器带来的巨大空载损耗，实现节能减排。并且级联型模块化中压变换器可使用PFC技术对站内的无功功率进行补偿，无需再配备SVG设备，减少投资成本。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：
一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，该供电系统包括 110kV高压电网、35kV中压电网、三个相同的滤波电感L、级联H桥型中压直挂式变换器、650V-800V公共直流母线、应急电源系统和地铁站内用电负荷；所述110kV高压电网与35kV中压电网之间装有降压变压器；
所述级联H桥型中压直挂式变换器分为结构相同的三相，分别记为A 相级联H桥型中压直挂式变换器、B相级联H桥型中压直挂式变换器和C 相级联H桥型中压直挂式变换器；在A相级联H桥型中压直挂式变换器、 B相级联H桥型中压直挂式变换器和C相级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，均包括n个结构相同的模块Γmi，即在所述级联H桥型中压直挂式变换器中共包括3n个结构相同的模块Γmi，其中，m表示相序，m＝A，B，C， i表示模块Γmi的序号，i＝1，2，3…n，n为大于1的正整数；
所述模块Γmi由一个H桥变换器和一个隔离型DC/DC变换器串联组成，在H桥变换器的直流输出端并联一个H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0；
所述H桥变换器由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述H桥变换器共包括4个带反并联二极管的开关管，将该 4个开关管记为开关管Smij，j表示开关管的序号，j＝1，2，3，4；在所述H桥变换器的两个桥臂中，开关管Smi1的源极与开关管Smi2的漏级相连，其连接点记为点σmi1，开关管Smi3的源极与开关管Smi4的漏级相连，其连接点记为点σmi2，点σmi1和点σmi2构成模块Γmi的交流输入端；
在级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，n个模块Γmi的交流输入端级联，即在级联H桥型中压直挂式变换器中构成三个由n个模块Γmi级联而成的模块串，该三个模块串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过一个滤波电感L连接到三相星型连接的35kV中压电网；
在级联H桥型中压直挂式变换器中，3n个模块Γmi的直流输出端口并联形成一个650V-800V公共直流母线；
所述地铁站内用电负荷包括交流负荷和直流负荷，所述交流负荷至少包括通风空调系统、给水排水系统、消防系统和电扶梯系统，所述直流负荷至少包括通讯及信息系统、运行控制系统和站内照明系统；通风空调系统、给水排水系统、消防系统和电扶梯系统的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的调频控制装置将直流电转变为交流电后运行；通讯及信息系统、运行控制系统和站内照明系统的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的直流变换器供电；
所述应急电源系统包括一个非隔离型DC/DC变换器和一个备用电源，该DC/DC直流变换器的输出端与650V-800V公共直流母线连接，输入端与备用电源的输出端连接。
优选地，所述隔离型DC/DC变换器为DAB变换器；所述DAB变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、储能电感Lmi0、高频隔离变压器Tmi、副边可控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该 4个开关管记为开关管Qmij；所述副边可控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述副边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmih，h为开关管的序号，h＝5，6，7，8，；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；副边可控整流桥中的每个开关管Qmih均与一个寄生电容并联；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点与储能电感Lmi0的一端相连，储能电感Lmi0的另一端与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi3的源极和开关管Qmi4的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi原边的另一端相连；所述原边可控整流桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边可控整流桥的两个桥臂中，开关管Qmi5和开关管Qmi6串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边可控逆变桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
优选地，所述隔离型DC/DC变换器为LLC谐振变换器；所述LLC谐振变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、励磁电感Lmi0、谐振电感Lmi1、谐振电容Cmi2、高频隔离变压器Tmi、副边不控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmij；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；所述副边不控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个二极管，即所述副边不控整流桥共包括4个二极管，将该4个二极管记为二极管Dmij；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点记为点σmi3，开关管Qmi3的源极和开关管 Qmi4的漏极相连，其连接点记为点σmi4；谐振电容Cmi2串联在点σmi3和谐振电感Lmi1之间，谐振电感Lmi1的另一端与高频变压器Tmi原边的一端相连；高频变压器Tmi副边的另一端与点σmi4相连；励磁电感Lmi0与高频变压器Tmi原边并联；所述原边逆变桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边不控整流桥的两个桥臂中，二极管Dmi1和二极管Dmi2构成一个桥臂，二极管Dmi3和二极管Dmi4构成另一个桥臂，具体的，二极管Dmi1的阳极与二极管Dmi2的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，二极管Dmi3的阳极和与二极管Dmi4的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边不控整流桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
优选地，所述应急电源系统中的非隔离型DC/DC变换器为Buck-Boost 双向非隔离型DC/DC变换器，所述的拓扑结构包括两个带反并联二极管的开关管SDC1和SDC2，一个电感LDC，一个输入电容CDC1和一个输出电容CDC2；
所述的Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器中，开关管SDC1和开关管SDC2构成一个桥臂，开关管SDC1的源极和开关管SDC2的漏极相连，其连接点记为点σDC；开关管SDC1和开关管SDC2所构成桥臂的输入侧与输入电容CDC1并联，电感LDC的一端与点σDC相连，另一端连接至输出电容CDC2的正极，输出电容CDC2的负极与开关管SDC2的源极相连。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、提出了一种基于级联型模块化中压变换器的地铁站内直流负荷供电系统，以取代基于工频降压变压器的交流负荷供电系统，提高地铁站负荷供电系统的效率和功率密度，降低工频变压器引入的空载损耗和额外的成本，进而达到节能、减排和节约成本的目的。仍以20个站台的地铁线路为例，年节电可达约1613*104kWh/年(1613万度电)，经济效益极为可观，也为地铁投资在变电及负荷设备上的资金节约20％以上。
2、采用所提出的地铁站内直流负荷供电系统，用电负荷可由交流供电替换为直流供电，相比于现有的用电负荷能够省去不控整流电路和功率因数校正电路，节约系统成本。
3、通过对级联型模块化中压变换器进行控制完成站内功率因数校正，从而取代现有的SVG装置，进一步减小地铁站的投资成本。
附图说明
图1为当前地铁站点采用的基于工频降压变压器的站内负荷交流供电系统示意图。
图2为本发明基于级联型模块化中压直挂式变换器的地铁站内负荷直流供电系统的电路图。
图3为本发明实施例中隔离型DC/DC变换器采用DAB变换器时模块Γmi的拓扑图。
图4为本发明实施例中隔离型DC/DC变换器采用LLC谐振变换器时模块Γmi的拓扑图。
图5为本实施例中Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器的拓扑图。
图6为传统交流供电方式与本发明直流供电方式对比图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明做进一步清楚且完整地描述。
图2为本发明实施的城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统的电路图。由该图可见，本发明城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，包括 110kV高压电网、35kV中压电网、三个相同的滤波电感L、级联H桥型中压直挂式变换器、650V-800V公共直流母线、应急电源系统和地铁站内用电负荷；所述110kV高压电网与35kV中压电网之间装有降压变压器，所述备用电源和所述直流用电负荷分别连接在650V-800V公共直流母线上。
所述级联H桥型中压直挂式变换器分为结构相同的三相，分别记为A 相级联H桥型中压直挂式变换器、B相级联H桥型中压直挂式变换器和C 相级联H桥型中压直挂式变换器；在A相级联H桥型中压直挂式变换器、 B相级联H桥型中压直挂式变换器和C相级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，均包括n个结构相同的模块Γmi，即在所述级联H桥型中压直挂式变换器中共包括3n个结构相同的模块Γmi，其中，m表示相序，m＝A，B，C， i表示模块Γmi的序号，i＝1，2，3…n，n为大于1的正整数。
所述模块Γmi由一个H桥变换器和一个隔离型DC/DC变换器串联组成，在H桥变换器的直流输出端并联一个H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0。
所述H桥变换器由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述H桥变换器共包括4个带反并联二极管的开关管，将该 4个开关管记为开关管Smij，j表示开关管的序号，j＝1，2，3，4；在所述H桥变换器的两个桥臂中，开关管Smi1的源极与开关管Smi2的漏级相连，其连接点记为点σmi1，开关管Smi3的源极与开关管Smi4的漏级相连，其连接点记为点σmi2，点σmi1和点σmi2构成模块Γmi的交流输入端。
在级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，n个模块Γmi的交流输入端级联，即在级联H桥型中压直挂式变换器中构成三个由n个模块Γmi级联而成的模块串，该三个模块串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过一个滤波电感L连接到三相星型连接的35kV中压电网。
在级联H桥型中压直挂式变换器中，3n个模块Γmi的直流输出端口并联形成一个650V-800V公共直流母线。
所述地铁站内用电负荷包括交流负荷和直流负荷，所述交流负荷至少包括通风空调系统10、给水排水系统20、消防系统30和电扶梯系统40，所述直流负荷至少包括通讯及信息系统50、运行控制系统60和站内照明系统70；通风空调系统10、给水排水系统20、消防系统30和电扶梯系统40的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的调频控制装置将直流电转变为交流电后运行；通讯及信息系统50、运行控制系统60和站内照明系统70的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的直流变换器供电。
所述应急电源系统包括一个非隔离型DC/DC变换器和一个备用电源，该DC/DC直流变换器的输出端与650V-800V公共直流母线连接，输入端与备用电源的输出端连接。
由图2可见，在本实施例中n＝3。另外模块Γmi和H桥变换器的拓扑结构可见图3和图4。
在本实施例中，所述隔离型DC/DC变换器为DAB变换器。图3给出了隔离型DC/DC变换器采用DAB变换器时模块Γmi的拓扑图，由图3可见，所述DAB变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、储能电感Lmi0、高频隔离变压器Tmi、副边可控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该 4个开关管记为开关管Qmij；所述副边可控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述副边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmih，h为开关管的序号，h＝5，6，7，8，；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；副边可控整流桥中的每个开关管Qmih均与一个寄生电容并联；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点与储能电感Lmi0的一端相连，储能电感Lmi0的另一端与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi3的源极和开关管Qmi4的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi原边的另一端相连；所述原边可控整流桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边可控整流桥的两个桥臂中，开关管Qmi5和开关管Qmi6串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边可控逆变桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
在本实施例中，所述隔离型DC/DC变换器为LLC谐振变换器。图4给出了隔离型DC/DC变换器采用LLC谐振变换器模块Γmi的拓扑图，由图4 可见，所述LLC谐振变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、励磁电感Lmi0、谐振电感Lmi1、谐振电容Cmi2、高频隔离变压器Tmi、副边不控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该 4个开关管记为开关管Qmij；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；所述副边不控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个二极管，即所述副边不控整流桥共包括4个二极管，将该4个二极管记为二极管Dmij；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点记为点σmi3，开关管Qmi3的源极和开关管 Qmi4的漏极相连，其连接点记为点σmi4；谐振电容Cmi2串联在点σmi3和谐振电感Lmi1之间，谐振电感Lmi1的另一端与高频变压器Tmi原边的一端相连；高频变压器Tmi副边的另一端与点σmi4相连；励磁电感Lmi0与高频变压器Tmi原边并联；所述原边逆变桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边不控整流桥的两个桥臂中，二极管Dmi1和二极管Dmi2构成一个桥臂，二极管Dmi3和二极管Dmi4构成另一个桥臂，具体的，二极管Dmi1的阳极与二极管Dmi2的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，二极管Dmi3的阳极和与二极管Dmi4的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边不控整流桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
在本实施例中，所述应急电源系统中的DC/DC直流变换器为Buck-Boost 双向非隔离型DC/DC变换器。图5给出了Buck-Boost双向非隔离型DC/DC 变换器的拓扑图，由图5可见，所述Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器的拓扑结构包括两个带反并联二极管的开关管SDC1和SDC2，一个电感LDC，一个输入电容CDC1和一个输出电容CDC2。
所述的Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器中，开关管SDC1和开关管SDC2构成一个桥臂，开关管SDC1的源极和开关管SDC2的漏极相连，其连接点记为点σDC；开关管SDC1和开关管SDC2所构成桥臂的输入侧与输入电容CDC1并联，电感LDC的一端与点σDC相连，另一端连接至输出电容CDC2的正极，输出电容CDC2的负极与开关管SDC2的源极相连。
图6给出了传统的站内负荷交流供电方式与本发明的站内负荷直流供电方式的对比。由图2可见，采用本发明提出的直流负荷供电系统，通过前级的级联型模块化中压直挂式变换器已经将交流电能转换为直流电能并可实现单位功率因数控制，用电设备无需再进行整流和功率因数校正，所以只需将现有的设备中前级的不控整流电路和功率因数校正电路(PFC)去掉，仅保留后级的变换器，如通风空调和水泵仅保留DC/AC变换器通过调频控制驱动电机，照明和信息系统保留DC/DC变换器通过恒压或恒流控制为设备供电。

Claims (4)

1.一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，其特征在于，该供电系统包括110kV高压电网、35kV中压电网、三个相同的滤波电感L、级联H桥型中压直挂式变换器、650V-800V公共直流母线、应急电源系统和地铁站内用电负荷；所述110kV高压电网与35kV中压电网之间装有降压变压器；
所述级联H桥型中压直挂式变换器分为结构相同的三相，分别记为A相级联H桥型中压直挂式变换器、B相级联H桥型中压直挂式变换器和C相级联H桥型中压直挂式变换器；在A相级联H桥型中压直挂式变换器、B相级联H桥型中压直挂式变换器和C相级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，均包括n个结构相同的模块Γmi，即在所述级联H桥型中压直挂式变换器中共包括3n个结构相同的模块Γmi，其中，m表示相序，m＝A，B，C，i表示模块Γmi的序号，i＝1，2，3…n，n为大于1的正整数；
所述模块Γmi由一个H桥变换器和一个隔离型DC/DC变换器串联组成，在H桥变换器的直流输出端并联一个H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0；
所述H桥变换器由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述H桥变换器共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Smij，j表示开关管的序号，j＝1，2，3，4；在所述H桥变换器的两个桥臂中，开关管Smi1的源极与开关管Smi2的漏级相连，其连接点记为点σmi1，开关管Smi3的源极与开关管Smi4的漏级相连，其连接点记为点σmi2，点σmi1和点σmi2构成模块Γmi的交流输入端；
在级联H桥型中压直挂式变换器中的每一相中，n个模块Γmi的交流输入端级联，即在级联H桥型中压直挂式变换器中构成三个由n个模块Γmi级联而成的模块串，该三个模块串的一端连接在一起形成一个公共点，另一端均分别通过一个滤波电感L连接到三相星型连接的35kV中压电网；
在级联H桥型中压直挂式变换器中，3n个模块Γmi的直流输出端口并联形成一个650V-800V公共直流母线；
所述地铁站内用电负荷包括交流负荷和直流负荷，所述交流负荷至少包括通风空调系统(10)、给水排水系统(20)、消防系统(30)和电扶梯系统(40)，所述直流负荷至少包括通讯及信息系统(50)、运行控制系统(60)和站内照明系统(70)；通风空调系统(10)、给水排水系统(20)、消防系统(30)和电扶梯系统(40)的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的调频控制装置将直流电转变为交流电后运行；通讯及信息系统(50)、运行控制系统(60)和站内照明系统(70)的输入端分别与650V-800V公共直流母线连接，并分别通过自带的直流变换器供电；
所述应急电源系统包括一个非隔离型DC/DC变换器和一个备用电源，该非隔离型DC/DC直流变换器的输出端与650V-800V公共直流母线连接，输入端与备用电源的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，其特征在于，所述隔离型DC/DC变换器为DAB变换器；所述DAB变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、储能电感Lmi0、高频隔离变压器Tmi、副边可控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmij；所述副边可控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述副边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmih，h为开关管的序号，h＝5，6，7，8，；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；副边可控整流桥中的每个开关管Qmih均与一个寄生电容并联；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点与储能电感Lmi0的一端相连，储能电感Lmi0的另一端与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi3的源极和开关管Qmi4的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi原边的另一端相连；所述原边可控整流桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边可控整流桥的两个桥臂中，开关管Qmi5和开关管Qmi6串联构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4串联构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，开关管Qmi7的源极和开关管Qmi8的漏极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边可控逆变桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，其特征在于，所述隔离型DC/DC变换器为LLC谐振变换器；所述LLC谐振变换器的电路拓扑结构从输入到输出依次包括原边逆变桥、励磁电感Lmi0、谐振电感Lmi1、谐振电容Cmi2、高频隔离变压器Tmi、副边不控整流桥和直流母线滤波电容Cmi1；
所述原边逆变桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个带反并联二极管的开关管，即所述原边逆变桥共包括4个带反并联二极管的开关管，将该4个开关管记为开关管Qmij；原边逆变桥中的每个开关管Qmij均与一个寄生电容并联；所述副边不控整流桥由两个桥臂并联组成，每个桥臂包括2个二极管，即所述副边不控整流桥共包括4个二极管，将该4个二极管记为二极管Dmij；
在所述原边逆变桥的两个桥臂中，开关管Qmi1和开关管Qmi2构成一个桥臂，开关管Qmi3和开关管Qmi4构成另外一个桥臂，具体的，开关管Qmi1的源极和开关管Qmi2的漏极相连，其连接点记为点σmi3，开关管Qmi3的源极和开关管Qmi4的漏极相连，其连接点记为点σmi4；谐振电容Cmi2串联在点σmi3和谐振电感Lmi1之间，谐振电感Lmi1的另一端与高频变压器Tmi原边的一端相连；高频变压器Tmi副边的另一端与点σmi4相连；励磁电感Lmi0与高频变压器Tmi原边并联；所述原边逆变桥的两个桥臂与H桥变换器直流侧滤波电容Cmi0并联；
在所述副边不控整流桥的两个桥臂中，二极管Dmi1和二极管Dmi2构成一个桥臂，二极管Dmi3和二极管Dmi4构成另一个桥臂，具体的，二极管Dmi1的阳极与二极管Dmi2的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的一端相连，二极管Dmi3的阳极和与二极管Dmi4的阴极相连，其连接点与高频变压器Tmi副边的另一端相连；
在副边不控整流桥的输出侧并联了一个直流母线滤波电容Cmi1，该直流母线滤波电容Cmi1的正负极形成模块Γmi的直流输出端口。
4.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通级联直挂式车站直流配电系统，其特征在于，所述应急电源系统中的非隔离型DC/DC变换器为Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器，所述的拓扑结构包括两个带反并联二极管的开关管SDC1和SDC2、一个电感LDC、一个输入电容CDC1和一个输出电容CDC2；
所述的Buck-Boost双向非隔离型DC/DC变换器中，开关管SDC1和开关管SDC2构成一个桥臂，开关管SDC1的源极和开关管SDC2的漏极相连，其连接点记为点σDC；开关管SDC1和开关管SDC2所构成桥臂的输入侧与输入电容CDC1并联，电感LDC的一端与点σDC相连，另一端连接至输出电容CDC2的正极，输出电容CDC2的负极与开关管SDC2的源极相连。
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