EP2300263A1 - Système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie à des véhicules - Google Patents

Système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie à des véhicules

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EP2300263A1
EP2300263A1 EP08874695A EP08874695A EP2300263A1 EP 2300263 A1 EP2300263 A1 EP 2300263A1 EP 08874695 A EP08874695 A EP 08874695A EP 08874695 A EP08874695 A EP 08874695A EP 2300263 A1 EP2300263 A1 EP 2300263A1
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EP
European Patent Office
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power
storage means
traffic
energy
vehicles
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Withdrawn
Application number
EP08874695A
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German (de)
English (en)
Inventor
Xavier Bavard
Eric Chattot
Jean-Noël VERHILLE
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Siemens SAS
Original Assignee
Siemens SAS
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • B60M3/06—Arrangements for consuming regenerative power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • Energy regulation system adapted to power a power line for distributing energy to vehicles
  • the present invention relates to an energy regulation system suitable for supplying an electric power distribution line to vehicles according to the preamble of claim 1.
  • such traction power supply systems of a metro line undergo energy fluctuations which mainly depend on the number of vehicles in line and their synchronism.
  • the energy consumption which increases with the number and the frequency of vehicles, is not constant and varies strongly according to the synchronism of the phases of traction (acceleration, constant speed, braking) of the vehicles.
  • These rapid variations in energy are at the origin of important peaks of power that must be quenched.
  • These power peaks require over-dimensioning of power distribution systems, and in many cases result in contractual penalties with the energy supplier.
  • an energy regulation system adapted to the power supply of an electric power distribution line for moving on a traffic lane associated with said power line, thus comprising an electrical distribution trunk delivering electrical power to a clean energy storage means for supplying the power line according to energy fluctuations required for a traffic intensity (instantaneous) .
  • the storage means is generally connected to catenaries or at least one power rail.
  • the distribution route of a power supplier consists of a chosen power supply in such a way that peak power requirements are perfectly assured in all the densest cases of traffic.
  • a rectifying station comprising among others transformer / rectifier / circuit breaker / cable units in order to adequately distribute the power supplied into a useful power, so-called also "called” for each lane fed by said storage means.
  • the sizing of such an installation / line of energy distribution of a line is calculated for the maximum capacity (number of vehicles) that authorizes the operation of a metro line in all operating modes (peak hours and off-peak hours).
  • the sizing of the installations then takes into account the power peaks in order to guarantee the availability and the reliability of the system.
  • provisions such as speed reduction or traffic density must be taken in order to limit the power consumption required on the track so as not to overload the power supply equipment. This obviously does not satisfy the passengers and especially the operator.
  • An object of the present invention is to propose an energy regulation system suitable for supplying an electric power distribution line for vehicles moving on a traffic lane associated with said power line, for which the sizing of the distribution artery must be better adapted to the needs of the line.
  • an energy regulation system adapted to the power supply of an electric power distribution line for vehicles traveling on a traffic lane associated with said power line, comprising an electric delivery trunk delivering power electrical means directly to the power line or through at least one converter and a power controllable according to fluctuations (instantaneous) energy required for an instantaneous traffic intensity to a means of energy storage specific to supplying the power line with peak power through at least one other converter, the system also provides that:
  • a sizing unit receives information on energy requirements according to the traffic intensity evaluated over at least one duration (for example time) of said traffic, - by means of the information, the unit sizing controls a predictable storage regulation useful the medium storage so that the electrical power delivered to the storage means (related to the power dimensioned by the supplier) is regulated to a minimum threshold while ensuring as accurately as possible a sufficient reserve of energy in the storage means to compensate for any peak power required instantly by the traffic ' in the given duration.
  • the large energy deviations due to the peaks over a chosen period of time are directly damped by the storage means as a reserve with regulated and minimized supply input (supplier side) and with variable power output (user side ) "Accusing" the so-called large fluctuations.
  • supply side supply input
  • user side variable power output
  • the invention provides that the storage means is inertial or electrical by means of at least one battery or at least one super-capacitor.
  • a super-capacitor has the advantage of its strong capacitive property allowing a high load over a limited period of time as continuous and that it can likewise be discharged on the line for a limited time, for example during high instantaneous needs. in energy.
  • the storage means may be disposed on the ground as a reservoir of energy in a station, itself arranged along the track. This is appreciable when a vehicle has an on-board energy storage means requiring a main charging phase station (especially in case of catenary discontinuity or off-station power rail).
  • the storage means can thus also be distributed in a plurality of substations arranged along the path.
  • a distribution artery can also be associated with each substation according to the invention. This considerably reduces a large dimensioning of the centralized distribution artery providing several substations.
  • the storage means comprises a storage control unit coupled to a transmitter / receiver module in communication (wired or aerial) with the energy regulation unit adapted to supply a line electrical distribution.
  • the information received by the control unit includes the intensity of the traffic on the track in terms of the time interval between the vehicles, the number of vehicles and the energy requirement related to the displacement of the vehicles such as for vehicles. active equipment of comfort or safety.
  • This information is in principle known by the traffic controllers and can therefore easily be implemented to flexibly define the regulation of the storage means over a period of time and thus the actual and exact power requirement provided by the delivery / distribution route ( supplier side).
  • FIG 1 diagram of an energy regulation system according to the invention adapted to the power supply of an electric power distribution line for vehicles
  • Figure 2 diagram of said system with station storage means.
  • FIG. 1 presents an energy regulation system according to the invention suitable for supplying a power distribution line COND (such as catenaries or a conducting rail) under an instantaneous power P_INST (or so-called peak) for vehicles V traveling on a traffic lane associated with said power line.
  • COND such as catenaries or a conducting rail
  • P_INST instantaneous power
  • the system includes:
  • an electrical distribution artery AD delivering electrical power P_IN0 to a rectifier CONV.
  • the power P_IN0 thus made available falls within a "supplier" power range [PO; Pmax] which according to the invention must be regulated to a minimum threshold per step of constant voltage as a function of time interval int to be respected between the vehicles,
  • the electrical power P_IN1 delivered by the supplier to the storage means is limited in such a way that said power corresponds to the maximum average power P_M0Y to be delivered for a given traffic and that the peak power P_INST associated with this same traffic is provided by the storage means MS,
  • the storage means MS is recharged with a power P_IN1 when the power demand falls below the power threshold P_M0Y corresponding to a decrease in the energy demand by the vehicles,
  • a PCC sizing unit receiving INF1 information on energy requirements of the traffic intensity evaluated over at least one duration of said traffic
  • the sizing unit controls, by means of associated information INF2, a CTRL control of the useful predictable storage of the storage means MS so that the electrical power P_IN0 delivered to the storage means is regulated. at a minimum threshold while providing exactly a sufficient reserve of energy in the storage means to compensate for any peak power P_INST (and if necessary, its strong fluctuations) required by the traffic in the given duration.
  • the electrical power P_IN0 of the supplier and P_IN1 delivered to the storage means is calculated as a function of F (int) of the time interval int between the vehicles on the track.
  • FIG. 1 also shows a converter (rectifying, for example) CONV power between an output of the distribution artery AD (supplier side) and an input of the storage means MS, allowing the conversion between the regulated and minimum input powers.
  • P_INO and P_IN1 output of the CONV converter This same rectification module CONV allows a direct link between the distribution artery AD and the electrical line COND (conventional diagram without storage means).
  • Other rectifying devices such as between the storage means MS and the power line are not shown in FIG. 1 for the sake of clarity.
  • FIG. 2 represents a diagram of said system according to FIG. 1 with a super-capacitor 3 disposed in a station or substation (track quay) having a level 7.
  • the storage means is supplied with energy under controlled and minimal power and thus discharges to the power line, here a catenary 13 or a conductive rail 14 in contact with the power supplies of the vehicles 1, 2, in order to deliver the exact level of peak powers that vehicles need.
  • the time interval 6, INT between the vehicles 1, 2 it is possible to exactly vary the power required to the storage means MS, while remaining under an acceptable "supplier" power over a predefined period of time (not oversized).
  • the storage means therefore comprises a super-capacitor 3 whose energy is steadily stored under regulated and minimum power in steps of constant power as a function of the interval INT by means of a rectifying circuit (converter 4 / chopper ) and can be re-delivered simultaneously to the power line 13, 14 at an instantaneous peak power required by the vehicles 1, 2.
  • the converter 4 is a means of regulating the charge of the supercapacitor 3 as a function of the time interval INT between the vehicles 1, 2.
  • the regulation of the instantaneous peak power is carried out by means of a current circuit 12 and a rectifier 15 additional to the energy supplied at the output of the supercapacitor 3, thus the power provided by the distribution artery is minimal and constant. .
  • the storage means comprises a control unit 10 for storing and discharging energy coupled to a transmitter / receiver type module 11 in communication with the sizing unit PCC (centralized control station).
  • PCC centralized control station
  • the centralized control station PCC comprises, in addition to a sizing unit 8 for the control of the control unit 10 in the station, a transmitter / receiver communicating with the transmitter / receiver type module 11 of the storage means MS. In this way, it is possible to modify centrally at each station energy control parameters over a desired time (off-peak hours / full traffic) according to one invention.

Abstract

La présente invention décrit un système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie pour des véhicules se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique, comprenant une artère de distribution (AD) électrique livrant une puissance électrique moyenne directement à la ligne électrique ou par le biais d'au moins un convertisseur et une puissance régulable en fonction de fluctuations d'énergie nécessitée pour une intensité du trafic instantané à un moyen de stockage d'énergie (MS) propre à alimenter la ligne électrique en puissance crête par le biais d'au moins un autre convertisseur, caractérisé en ce que, une unité de dimensionnement (PCC) reçoit des informations sur des besoins énergétiques en fonction de l'intensité du trafic évaluée sur au moins une durée dudit trafic, au moyen des informations, l'unité de dimensionnement contrôle une régulation du stockage prévisible utile du moyen de stockage de telle sorte que la puissance électrique (P_IN0, P_IN1) livrée au moyen de stockage soit régulée et minimale tout en assurant exactement une réserve suffisante d' énergie dans le moyen de stockage pour compenser toute puissance de crête (P_INST) requise instantanément par le trafic dans la durée donnée.

Description

Description
Système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie à des véhicules
La présente invention concerne un système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d' énergie à des véhicules selon le préambule de la revendication 1.
En termes de véhicules, il est fait particulièrement référence aux transports en commun tels que dans le cadre d'une ligne ferroviaire, une ligne de métro, de bus ou trolleybus ou tout autre groupe de véhicules se déplaçant sur une voie déterminée sur laquelle au moins un point d'apport énergétique est disposé pour fournir un apport d'énergie nécessaire aux véhicules.
De façon connue et à titre d'exemple, de tels systèmes d'alimentation d'énergie de traction d'une ligne de métro subissent des fluctuations énergétiques qui dépendent principalement du nombre des véhicules en ligne et de leur synchronisme. La consommation énergétique, qui croît avec le nombre et la fréquence de véhicules, n'est pas constante et varie fortement en fonction du synchronisme des phases de traction (accélération, vitesse constante, freinage) des véhicules. Ces variations rapides en énergie sont à l'origine de crêtes de puissance importantes qu'il faut assouvir. Ces crêtes de puissance nécessitent un surdimensionnement des systèmes de distribution d'énergie, et dans de nombreux cas engendrent des pénalités contractuelles avec le fournisseur d' énergie.
Ces aspects sont en particulier à considérer dans un système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie pour des véhicules se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique, comprenant ainsi une artère de distribution électrique livrant une puissance électrique à un moyen de stockage d'énergie propre à alimenter la ligne électrique en fonction de fluctuations d' énergie nécessitée pour une intensité du trafic (instantané) . Le moyen de stockage est en règle générale connecté à des caténaires ou au moins un rail d'alimentation. En général, l'artère de distribution d'un fournisseur d'énergie consiste en une arrivée en puissance choisie de telle façon que des besoins en crête de puissance soient parfaitement assurés dans tous les cas les plus denses du trafic.
Dans le cadre de la présente invention, entre l'artère de distribution et le moyen de stockage est disposé un poste de redressement comprenant entre autre des unités transformateur/redresseur/disjoncteur/câble afin de distribuer adéquatement la puissance fournie en une puissance utile, dite aussi « appelée » pour chaque voie de circulation alimentée par ledit moyen de stockage.
Le dimensionnement d'une telle installation/artère de distribution d'énergie d'une ligne (de métro par exemple), est calculé pour la capacité maximale (nombre de véhicules) qu'autorise l'exploitation d'une ligne de métro dans tous les modes de fonctionnement (heures de pointe et heures creuses) . Le dimensionnement des installations tient alors compte des crêtes de puissance de façon à garantir la disponibilité et la fiabilité du système. En ce qui concerne l'engagement contractuel avec le fournisseur d'énergie deux cas existent: 1) un abonnement chez le fournisseur est volontairement surdimensionné (donc plus cher) afin d'assurer un apport d'énergie suffisant dans toutes les situations ; 2) un abonnement chez le fournisseur est choisi dimensionné au plus juste, mais en cas de dépassement de puissance (pour des raisons diverses, fréquence haute de trafic, travaux, maintenance, évolution des équipements, etc.) des pénalités sont incontournables. Au pire, des dispositions telles qu'une réduction de vitesse ou de densité du trafic doivent être prises afin de limiter la consommation d' énergie requise sur la voie pour ne pas mettre en surcharge les équipements d'alimentation en énergie. Ceci ne satisfait bien évidemment pas les passagers et a fortiori l'exploitant.
Ces impératifs contractuels, face aux obligations de performance liés à la technique actuelle constituent un dilemme difficile à résoudre.
Un but de la présente invention est de proposer un système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie pour des véhicules se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique, pour lequel le dimensionnement de l'artère de distribution doit être mieux adapté aux besoins de la ligne.
A partir d' un système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie pour des véhicules se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique, comprenant une artère de distribution électrique livrant livrant une puissance électrique moyenne directement à la ligne électrique ou par le biais d'au moins un convertisseur et une puissance régula- ble en fonction de fluctuations (instantanées) d'énergie nécessitée pour une intensité du trafic instantané à un moyen de stockage d' énergie propre à alimenter la ligne électrique en puissance crête par le biais d' au moins un autre conver- tisseur , le système prévoit aussi que :
- une unité de dimensionnement (poste de contrôle du trafic) reçoit des informations sur des besoins énergétiques en fonction de l'intensité du trafic évaluée sur au moins une durée (horaire par exemple) dudit trafic, - au moyen des informations, l'unité de dimensionnement contrôle une régulation du stockage prévisible utile du moyen de stockage de telle sorte que la puissance électrique livrée au moyen de stockage (liée à la puissance dimensionnée par le fournisseur) soit régulée à un seuil minimal tout en assurant le plus exactement possible une réserve suffisante d'énergie dans le moyen de stockage pour compenser toute puissance de crête requise instantanément par le trafic' dans la durée donnée .
En d'autres termes, les forts écarts énergétiques dus aux crêtes sur une durée choisie sont directement amortis par le moyen de stockage en tant que réserve à entrée d'alimentation régulée et minimisée (côté fournisseur) et à sortie de puissance variable (côté utilisateur) « accusant » les dits écarts à fortes fluctuations. Ainsi, des dépassements de consommation d'énergie ainsi qu'un surdimensionnement de l'apport en puissance du fournisseur sont avantageusement évités.
L'invention prévoit que le moyen de stockage soit inertiel, soit électrique au moyen d'au moins une batterie ou au moins un super-condensateur. Un super-condensateur présente en particulier l'avantage de sa forte propriété capacitive permettant une forte charge sur une durée limitée comme continue et qu' il peut de la même façon se décharger sur la ligne sur une durée limitée par exemple lors de forts besoins instantanés en énergie.
Le moyen de stockage peut être disposé au sol en tant que réservoir d'énergie dans une station, elle-même disposée le long de la voie. Ceci est appréciable lorsqu'un véhicule présente un moyen de stockage d'énergie embarqué nécessitant une phase de charge principale en station (en particulier en cas de discontinuité de caténaires ou de rail d'alimentation hors station) . Dans cette optique, le moyen de stockage peut ainsi aussi être distribué dans une pluralité de sous-stations disposées le long de la voie. Une artère de distribution peut aussi être associée à chaque sous-station selon l'invention. Ceci réduit considérablement un fort dimensionnement de l'artère de distribution centralisée fournissant plusieurs sous- stations .
Aux fins de régulation de stockage, le moyen de stockage comprend une unité de commande de stockage couplée à un module de type transmetteur/récepteur en communication (filaire ou aérienne) avec l'unité de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution.
Parallèlement, les informations reçues par l'unité de régula- tion comprennent l'intensité du trafic sur la voie en termes d'intervalle de temps entre les véhicules, de nombre de véhicules et de besoin énergétiques annexes au déplacement des véhicules tels que pour des équipements actifs de confort ou de sécurité. Ces informations sont en principe connues par les contrôleurs de trafic et peuvent donc être aisément im- plémenté pour définir flexiblement la régulation du moyen de stockage sur une durée et ainsi le besoin réel et exact en puissance fournie par l'artère de livraison/distribution (côté fournisseur) .
Dans ce sens, un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.
Un exemple de réalisation et d' application est présenté à l'aide de figures décrites :
Figure 1 schéma d'un système de régulation énergétique selon l'invention adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d'énergie pour des véhicules, Figure 2 schéma dudit système avec moyen de stockage en station.
Figure 1 présente un système de régulation énergétique selon l'invention adapté à l'alimentation d'une ligne électrique COND de distribution d'énergie (tel que des caténaires ou un rail conducteur) sous une puissance instantanée P_INST (ou dite de crête) pour des véhicules V se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique.
Le système comprend :
- une artère de distribution électrique AD livrant une puissance électrique P_IN0 à un redresseur CONV. Ledit redresseur distribue une puissance électrique P_IN1 à un moyen de stockage d'énergie MS et une puissance électrique P_MOY (=P_INO-P_IN1) à la ligne électrique COND lesquelles puissances peuvent être fournies simultanément en fonction de fluctuations d'énergie nécessitée pour une intensité du trafic instantané,
- la puissance P_IN0 ainsi mise à disposition est comprise dans une plage de puissance « fournisseur » [PO; Pmax] qui selon l'invention doit être régulée à un seuil minimal par pallier de tension constante en fonction d'intervalle de temps int à respecter entre les véhicules,
- la puissance électrique P_IN1 délivrée par le fournisseur au moyen de stockage est limitée de tel façon que ladite puissance correspond à la puissance moyenne maxi- mum P_M0Y à délivrer pour un trafic donnée et que la puissance crête P_INST associée à ce même trafic soit fournie par le moyen de stockage MS,
- le moyen de stockage MS est rechargé avec une puissance P_IN1 quand la demande en puissance passe en dessous du seuil de puissance P_M0Y correspondant à une baisse de la demande énergétique par les véhicules,
- une unité de dimensionnement PCC recevant des informations INFl sur des besoins énergétiques de l'intensité du trafic évaluée sur au moins une durée dudit trafic,
- au moyen des informations INFl, l'unité de dimensionnement contrôle, au moyen d'une information associée INF2, une régulation CTRL du stockage prévisible utile du moyen de stockage MS de telle sorte que la puissance électrique P_IN0 livrée au moyen de stockage soit régulée à un seuil minimal tout en assurant exactement une réserve suffisante d' énergie dans le moyen de stockage pour compenser toute puissance de crête P_INST (et si besoin, ses fortes fluctuations) requise par le trafic dans la durée donnée. En particulier, la puissance électrique P_IN0 du fournisseur et P_IN1 délivrée au moyen de stockage est calculée en fonction F(int) de l'intervalle de temps int entre les véhicules sur la voie.
La figure 1 présente aussi un convertisseur (redressement par exemple) de puissance CONV entre une sortie de l'artère de distribution AD (côté fournisseur) et une entrée du moyen de stockage MS, permettant la conversion entre les puissances régulées et minimales d'entrée P_INO et de sortie P_IN1 du convertisseur CONV. Ce même module CONV de redressement permet un lien direct entre l'artère de distribution AD et la ligne électrique COND (schéma classique sans moyen de stockage) . D'autres dispositifs de redressement tels qu'entre le moyen de stockage MS et la ligne électrique ne sont pas représentés dans la figure 1 pour des raisons de clarté.
Figure 2 représente un schéma dudit système selon figure 1 avec comme moyen de stockage un super-condensateur 3 disposé en station ou sous-station (quai de voie) ayant un niveau ré- glable d' énergie 7. Le moyen de stockage est alimenté en énergie sous puissance régulée et minimale et se décharge donc vers la ligne électrique, ici un caténaire 13 ou un rail conducteur 14 en contact avec les alimentations-moteur des véhicules 1, 2, afin de délivrer le niveau exact des puissances de crête dont les véhicules ont besoin. Suivant la grandeur de l'intervalle de temps 6, INT entre les véhicules 1, 2, il est possible de faire exactement varier la puissance requise vers le moyen de stockage MS, tout en restant sous une puissance « fournisseur » acceptable sur une durée prédéfinie (non surdimensionnée) .
Le moyen de stockage comprend donc un super-condensateur 3 dont l'énergie est emmagasinée de façon constante sous puissance régulé et minimale par paliers de puissance constante en fonction de l'intervalle INT au moyen d'un circuit de redressement (convertisseur 4/ hâcheur) et peut être redélivrée simultanément vers la ligne électrique 13, 14 sous une puissance crête instantanée requise par les véhicules 1,2. Principalement, le convertisseur 4 est un moyen de régu- lation de la charge du super-condensateur 3 en fonction de l'intervalle de temps INT entre les véhicules 1, 2. Dans la pratique, plus l'intervalle de temps est long, plus la puissance nécessaire pour charger le super-condensateur 3 peut être réduite, ce qui réduit ainsi plus généralement tout pic de puissance. La régulation de la puissance crête instantanée est réalisée au moyen d'un circuit-courant 12 et un redresseur 15 additionnel à l'énergie fournie en sortie du supercondensateur 3, de ce fait la puissance prévue par l'artère de distribution est minimale et constante.
Le moyen de stockage comprend une unité de commande 10 de stockage et décharge d'énergie couplée à un module de type transmetteur/récepteur 11 en communication avec l'unité de dimensionnement PCC (poste de contrôle centralisé) . C'est ainsi que la puissance fournie au moyen de stockage sera périodiquement adaptée à un niveau constant et bas tout en as- surant que les variations de puissance de décharge instantanée seront compensées.
Afin de faciliter la communication entre le poste de contrôle centralisé 5, PCC et l'unité de commande 10 de stockage et décharge d'énergie fournie successivement sous la puissance « fournisseur », stockée dans le moyen de stockage, puis restituée à la ligne électrique, le poste de contrôle centralisé PCC comprend, outre une unité de dimensionnement 8 pour la contrôle de l'unité de commande 10 en station, un émetteur/récepteur communiquant avec le module de type transmetteur/récepteur 11 du moyen de stockage MS. De cette façon, il est possible de modifier centralement au niveau de chaque station des paramètres de régulation énergétique sur une du- rée souhaitée (heures creuses/pleines de trafic) selon 1' invention.

Claims

Revendications
1. Système de régulation énergétique adapté à l'alimentation d'une ligne électrique de distribution d' énergie pour des véhicules se déplaçant sur une voie de trafic associée à ladite ligne électrique, comprenant une artère de distribution (AD) électrique livrant une puissance électrique moyenne directement à la ligne électrique ou par le biais d'au moins un convertisseur et une puissance régulable en fonction de fluctuations d'énergie nécessitée pour une intensité du trafic instantané à un moyen de stockage d'énergie (MS) propre à alimenter la ligne électrique en puissance crête par le biais d'au moins un autre convertisseur, caractérisé en ce que,
- une unité de dimensionnement (PCC) reçoit des informations sur des besoins énergétiques en fonction de l'intensité du trafic évaluée sur au moins une durée du- dit trafic, - au moyen des informations, l'unité de dimensionnement contrôle une régulation du stockage prévisible utile du moyen de stockage de telle sorte que la puissance électrique (P_IN0, P_IN1) livrée au moyen de stockage soit régulée à un seuil minimal tout en assurant exactement une réserve suffisante d' énergie dans le moyen de stockage pour compenser toute puissance de crête (P_INST) requise instantanément par le trafic dans la durée donnée .
2. Système selon revendication 1, pour lequel le moyen de stockage est soit inertiel, soit électrique au moyen d' au moins une batterie ou au moins un supercondensateur .
3. Système selon revendication 1 ou 2, pour lequel le moyen de stockage est disposé dans une station, elle-même disposée le long de la voie.
4. Système selon revendication 1 ou 2, pour lequel le moyen de stockage est distribué dans une pluralité de sous- stations disposées le long de la voie.
5. Système selon une des revendications précédentes, pour lequel le moyen de stockage comprend une unité de commande (10) de stockage et décharge d'énergie couplée à un module de type transmetteur/récepteur (11) en communication avec l'unité de dimensionnement .
6. Système selon une des revendications précédentes, pour lequel les informations reçues par l'unité de dimensionnement comprennent l'intensité du trafic sur la voie en termes d'intervalle de temps entre les véhicules, de nombre de véhicules et de besoin énergétiques annexes au déplacement des véhicules tels que pour des équipements actifs de confort ou de sécurité.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5331251B2 (ja) * 2010-07-30 2013-10-30 三菱重工業株式会社 架線交通システムおよびその制御方法
BR112013015730A2 (pt) 2010-12-23 2018-05-15 Siemens S.A.S método de regulagem de tensão de alimentação elétrica para um funcionamento de pelo menos um veículo alimentado eletricamente.
KR20140005187A (ko) 2010-12-23 2014-01-14 지멘스 에스에이에스 적어도 하나의 전기 동력 차량에 의해 흡수되는 동력을 조절하는 방법
KR101194302B1 (ko) * 2011-09-05 2012-10-24 한국교통연구원 전력 에너지 저장 시스템, 전력 에너지 저장 방법, 전기차 충전용 전력 제공 시스템, 및 전기차 충전용 전력의 과금 방법 및 시스템
JP2013141374A (ja) * 2012-01-06 2013-07-18 Toshiba Corp 電気鉄道用電力供給システム
KR20140116514A (ko) * 2012-02-28 2014-10-02 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 차량 내 정보 표시 시스템 및 전력 공급 방법
CN104583001B (zh) * 2012-10-31 2017-02-22 株式会社东芝 电力管理装置以及电力管理系统
FR3000443B1 (fr) * 2012-12-27 2015-02-13 Alstom Transport Sa Procede d'optimisation du fonctionnement d'une sous-station reversible de traction et dispositifs associes
CN104104125A (zh) * 2013-04-11 2014-10-15 陈辉 一种给电动汽车充电的供电设备
US9875324B2 (en) * 2013-08-16 2018-01-23 Operation Technology, Inc. Traction power simulation
DE102014215536A1 (de) * 2014-08-06 2016-02-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Bordnetzanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels mit einer Brennstoffzelle
JP7049166B2 (ja) * 2018-04-19 2022-04-06 三菱電機株式会社 直流き電電圧制御装置、直流き電電圧制御方法、および直流き電電圧制御プログラム
SE543149C2 (en) 2018-07-09 2020-10-13 Vattenfall Ab Electrical power buffer unit for use in railway systems
CN113129559B (zh) * 2019-12-31 2022-08-05 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 功率分配机器人的故障预警系统和方法
CN111806235B (zh) * 2020-07-22 2022-06-07 西南交通大学 一种车地一体多功能应急储能供电系统及其控制方法
JP7302580B2 (ja) 2020-12-02 2023-07-04 トヨタ自動車株式会社 非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバ
CN116572764B (zh) * 2023-07-14 2023-09-05 太原旅游职业学院 一种用于景区的双源无轨电动车动力装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280418A (en) * 1990-11-11 1994-01-18 Griffin Anthony J Voltage regulation in a railway power distribution system
GB0009424D0 (en) * 2000-04-18 2000-06-07 Alstom Trackside power distribution systems
FR2838685B1 (fr) * 2002-04-19 2004-05-28 Alstom Procede et dispositif pour la regulation de la puissance demandee par une motrice de vehicule ferroviaire
FR2839285B1 (fr) * 2002-05-03 2004-10-29 Alstom Procede et dispositif pour le controle et la regulation de la puissance consommee par un systeme de transport
JP2008100657A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気的推進車両への給電システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009153416A1 *

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