WO2012164232A2 - Système de stockage d'énergie capacitif - Google Patents

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WO2012164232A2
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ADETEL EQUIPMENT
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • 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
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    • 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
    • H02M3/157—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 with digital control

Definitions

  • the present invention relates to a capacitive energy storage system and a method of controlling such a system.
  • an additional device is often associated with substation stations or substations in order to recover the electric braking energy available on the network. This is then stored to be in a second time returned to the electrical distribution network where it can be used by a vehicle in acceleration.
  • An object of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above and proposes in particular to provide a system with energy efficiency, which limits the probabilities of operating incident whose maintenance is facilitated, and which by its management independent branches makes it possible to optimize the life of the storage components.
  • the invention proposes a capacitive energy storage system that can be connected to an electrical power distribution network that comprises at least one means of conversion of the current and at least one capacitive energy storage means characterized in that it comprises a plurality of branches arranged in parallel each comprising means for converting the current and capacitive storage means, the conversion means being arranged in series with the capacitive storage means, each branch comprising means for regulating the voltage of the capacitive storage means, the voltage regulation means being associated with current limiting means as a function of the voltage and each branch comprising means for regulating the input voltage UF so as to continuously adjust the optimum operating point.
  • This optimum operation is obtained by continuously adjusting the CCUFCH and CCUFDCH discharge thresholds by calculating the average empty voltage CCUF.
  • the 'input voltage UF' corresponds to the voltage at the input of the capacitive energy storage system supplied by the distribution network.
  • the total energy that can be stored in the system is equal to the sum of the energies of each branch and the total power is equal to the sum of the powers of each branch.
  • the system according to the invention thus allows the use of low power converters compared to the system having a single converter associated with a parallel-series arrangement of supercapacitors which allows a modular architecture. This facilitates access to better distributed and therefore more available components with low conduction losses.
  • the return conversion efficiency at the level of the conversion means as well as the storage / retrieval efficiency in the storage means are optimized.
  • permanently adjusting the optimum operating point increases the lifetime of the supercapacities while maximizing the energy transferred.
  • these provisions make it possible to limit the unavailability of the system. Indeed, each branch can operate independently. When one of the branches thus constituted is out of service, the other branches can continue to operate by offering a degraded mode, while waiting for a maintenance or repair operation of the system to be carried out.
  • the optimum operating point is determined according to an estimate of a voltage of a vacuum voltage across the branches, provided by the distribution network.
  • the capacitive energy storage system comprises one or more cabinets d isposées in parallel, each of the cabinets comprising a plurality of branches arranged in parallel. This configuration thus makes it possible to adapt the system according to the usage profile, the power and the energy required for the distribution network without requiring resizing of the system.
  • each branch of the system comprises an electrical insulation device of the branch so as to allow a maintenance operation of each branch.
  • an electrical insulation device of the branch so as to allow a maintenance operation of each branch.
  • the conversion means and the capacitive storage means of each branch are removable so as to facilitate their installation or uninstallation according to the maintenance requirements.
  • each cabinet comprises glissines on which the conversion means and the capacitive storage means can be removably mounted so as to allow maintenance without specific tooling.
  • the capacitive storage means typically comprise supercapacities in series making it possible to control the current in the storage means independently of one branch to another and thus to optimize the efficiency of each branch by increasing the lifetime of the components while controlling the risks of failure.
  • the conversion means are reversible converters allowing the energy stored in the supercapacitors to be released to meet the needs of the energy network.
  • the storage system comprises means for managing a charge or a discharge of the capacitive storage means based on the use of voltage thresholds and it also comprises means for self-learning arranged to modify the voltage thresholds based on a real-time analysis of current and voltage requirements in the power distribution network to optimize the charging and discharging process.
  • voltage thresholds is understood to mean CCUFCH charge voltage and CCUFDCH discharge thresholds for supercapacitors, compared to the UF voltage supplied by the distribution network.
  • the system comprises regulating means arranged to regulate the voltage in the electrical power distribution network in order to optimize the energy available on the network.
  • the voltage regulation means are arranged to perform the regulation as a function of the voltage measured across the supercapacities of each branch, the measurement of the intensity of the current between the converter and the supercapacities and the measurement of the voltage. at the entrance of the storage system.
  • the invention relates to an electrical passenger transport infrastructure comprising at least one vehicle equipped with a recuperative braking device and at least one capacitive energy storage system as previously described, the capacitive storage system. being intended to store the energy generated by the braking device.
  • This infrastructure helps to reduce the electricity consumption of an urban transport network and to support the voltage in areas far from power sources limiting the probability of an operating incident.
  • the transport concerned includes, in particular, trains, trams, light subways, trolleybuses or other means of transport powered by an overhead power line or by power rails.
  • the invention relates to a control method of a capacitive energy storage system capable of being connected to an electrical power distribution network, the storage system comprising a plurality of branches arranged in parallel each comprising current conversion means and capacitive storage means, the conversion means being arranged in series with the capacitive storage means, the method comprising the steps of:
  • the optimal optimum operating point is determined as a function of an estimate of an empty voltage across the branches, provided by the distribution network.
  • the method comprises a self-learning step for determining the empty voltage CCUF in the form of an average of values of UF voltages acquired during a period when the current IST is below a predetermined threshold.
  • the steps of determining the CCUFCH and CCUFDCH charge voltage thresholds are performed as a function of the value of the CCUF voltage and a predetermined offset. This offset makes it possible to avoid a possible switchover between the load and the discharge due to measurement errors.
  • Figure 1 is a block diagram of an electrical passenger transport infrastructure with a regenerative braking device and a capacitive energy storage system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a capacitive energy storage system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a cabinet of a system with supercapacitors and converters according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is an electrical diagram illustrating the energy storage system comprising a plurality of storage cabinets and an equipment and supervision cabinet according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a general control diagram of the capacitive system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a diagram of self-learning of the capacitive system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a detailed control diagram of the capacitive system according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 8 is an electrical flowchart illustrating the operation of the supercapacitor voltage regulation means according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents an electrical passenger transport infrastructure 1 comprising a train 2 equipped with a regenerative braking device 3.
  • This regenerative braking device 3 converts the deceleration kinetic energy of the train 2 into electrical energy before it is sent to the electrical power distribution network 4.
  • This energy is then stored in the capacitive energy storage system 5 connected to the distribution network 4, for example at a substation 6 infrastructure 1.
  • an equipment and supervision cabinet 7 controls the operation of the energy storage system 5.
  • FIG. 2 illustrates a capacitive energy storage system 5 comprising several cabinets 8 connected in parallel before being connected to a partially represented electrical power distribution network 4.
  • This wiring architecture makes it possible to combine the energy and the power of each cabinet 8. It is thus possible to adapt the system 5 so as to store variable quantities of available energy on the network 4 or to supply the latter according to the desired use.
  • Each cabinet 8 is composed of several independent branches 9 connected in parallel on the continuous bus of the cabinet 8 so that the energy and power of each cabinet 8 is respectively equal to the sum of the energies and powers of each of the branches. 9.
  • Each branch 9 comprises in series a current converting means such as a reversible converter CVi (i being an integer varying from 1 to x) of the DC-DC type and a capacitive storage means such as SC groups of supercapacitors 12 in FIG. series.
  • the limited size and mass of these components CV 1, and SC allow the construction of the system 5 as removable modular subassemblies.
  • the current IST represented in FIG. 2 is a supply current of the distribution network 4 and the currents IHi are currents flowing in the branches of the groups SC of the supercacities 12.
  • the voltage UF is a voltage of the line measured in the USCi device and voltages are branch voltages of SC groups of supercapacitors 12.
  • each of the branches 9 is provided with an electrical isolation device 13 so as to protect the branch 9 of a fault in case of malfunction of one of its components.
  • the system 5 can thus continue to operate and a maintenance operation can be performed during a period of decommissioning of the equipment, for example at night, without restricting availability.
  • FIG. 3 represents one of the cabinets 8 of a system 5 according to the invention.
  • it consists of three branches 9 each having a CVi converter connected in series with eight SC supercapacities groups 12 forming removable modules.
  • Unrepresented slides are optionally provided in each cabinet 8 in order to be able to easily assemble or disassemble the groups SC of supercapacities 12 and the converters CVi. This ensures maintenance without specific tools.
  • the large number of branches 9 wired in parallel on several cabinets 8 allows the use of low power converters CVi compared to the high capacity converter, such as a traction converter for the railway domain, which facilitates access to components better diffused and therefore more available, with low conduction losses.
  • the large number of branches 9 in parallel makes it possible to structure the storage means in the form of SC groups of supercapacities 12 wired in series on the branch 9. This has a direct impact on the control of the current of the groups SC of supercapacities 12 independently of one branch 9 to another. It is then possible to make the best of each branch 9 by optimizing their lifetime while controlling the risks associated with possible failures of these components.
  • This architecture thus makes it possible to make the electrical energy storage system 5 based on the SC technology of supercapacities 12 economically accessible.
  • the safety rules make it necessary to discharge the groups SC of supercapacities 12.
  • the system 5 makes it possible, on the one hand, to shorten the discharge time and, on the other hand, to not waste the stored energy.
  • the system 5 privileges the discharge in the lig of the distribution network 4, using subsets and functional components. All or part of the energy is then returned to the line, the nonreflected energy portion being discharged into an internal discharge resistor 14. The discharge time is then shortened by about two-thirds.
  • FIG. 4 represents a capacitive energy storage system 5 according to the invention associated with an apparatus and supervision cabinet.
  • the apparatus cabinet 7 comprises two circuits for controlling four energy storage cabinets. ie 8 each having three branches 9 connected in parallel, each having a CVi converter wired in series with several groups SC supercapacities 12.
  • the two circuits of the equipment and supervision cabinet 7 comprise control-command means 15 and a power circuit P comprising in particular for each pair of two cabinets 8 a circuit-breaker 16, filtering means 17, a clipper 18 and means for MUF voltage measurement. These two circuits make it possible to manage the charge and the discharge of the groups SC of supercapacities 12.
  • the flows are based on a rule of regulation and self-learning using a state matrix referring to voltage thresholds which vary according to the self-learning of these thresholds according to a real-time analysis of the current and voltage requirements of the supply line or the distribution network .
  • the operation is regulated according to the need and the available energy, the subsequent change of state can take place on an updated threshold su ite to learning.
  • This pri nci pe allows to recover f il ble energies, inaccessible with a system comprising only a state matrix without self-learning system.
  • step 5.1 makes it possible to determine a setpoint corrected input voltage CCUF.
  • step 5.2 determines a threshold of the charging voltage CCUFCH and a discharge voltage threshold CCU FDCH, and compares the input voltage U F with the two thresholds to determine a charging or discharging operating mode.
  • step 5.2 When the charging mode is selected in step 5.2, the supercapacities SC groups 12 are loaded in step 5.3. Step 5.4 determines whether the charge is complete. If the load is incomplete, the process returns to the charging step 5.3 and then to the determining step 5.4 until the full charge is detected. When the charge is complete step 5.1 is repeated.
  • step 5.2 When the discharge mode is selected in step 5.2, the groups SC of the supercapacities 12 are discharged in step 5.5. Step 5.6 then checks whether the discharge is complete, in which case step 5.1 is repeated. Otherwise, the discharge step 5.5 is repeated.
  • the self-learning means comprise a control element, for example a microprocessor c, arranged in particular in the switchgear and supervision cabinet 7.
  • the control organ ⁇ implements a learning algorithm for determining a corrected input voltage setpoint CCUF according to the following input parameters:
  • the learning algorithm performs filtering and scaling of the current measurement IST.
  • the current IST is compared with only one constant, the result of this comparison being used by an integral type control component.
  • the signal from the control component is limited to obtain a correction signal of the setpoint voltage which is added to this setpoint voltage to obtain a corrected input voltage setpoint CCUF (step 6.3).
  • corrected input voltage setpoint CCUF is the average of the UF voltage values acquired during a period when the IST current is below a predetermined constant threshold.
  • a periodic loop allows the return to step 6.1.
  • a "reset" mode is activated, which makes it possible to decrease the correction of the voltage of consiqne.
  • the system 5 comprises means for regulating the voltage of the groups SC of supercapacities 12.
  • control means comprise a control member, for example the microprocessor c previously mentioned, arranged in particular in the switchgear and control cabinet 7.
  • the control member c implements a regulation loop, implementing the steps described with reference to FIG. 5, intended to generate a command cmd of the converter CVi as a function of the following input parameters:
  • the cmd command of each CVi converter is determined based on the above parameters using:
  • the cmd command consists of an adjustment of the phase angle of the IGBT (insulated gate bipolar transistor) components constituting the CVi converters.
  • a self-learning step can first be performed as previously described.
  • a step 7.1 consists in determining only one of the charging voltage CCUFCH and a discharge voltage threshold CCUFDCH from the value of the voltage CCUF and a predetermined offset so as to smooth the measurement errors.
  • step 7.2 consists in comparing the input voltage UF with the threshold of the charging voltage CCUFCH. When the input voltage UF is greater than the threshold CCUFCH the charging operating mode is engaged in step 7.3 so that the converters CVi are brought into operation. Then, step 7.4 checks whether at least one of the USCi voltages is below a USCmax threshold, in which case the current IHi is compared to IHmax for each of the branches in step 7.5.
  • step 7.6 consists in checking whether the input voltage UF is below the threshold CCUFCH or if all currents IHi are below a threshold IHmin. If one of these two conditions are realized, the charging process is stopped and we return to step 7.1.
  • step 7.4 When, in step 7.4, all USCi voltages are greater than USCmax, then the charging is complete and return to step 7.1.
  • a current I Hi is greater than IHmax in step 7.5, then the current IHi is limited to IHmax by step 7.7 and then the process goes to step 7.6.
  • step 7.8 When the input voltage UF is lower than the threshold CCUFCH of step 7.2, then the input voltage UF is compared with the threshold CCUFDCH in step 7.8. When the voltage UF is greater than the threshold CCUFDCH then the process is returned to step 7.1. On the other hand, when the voltage UF is lower than the threshold CCUFDCH then the discharge is initiated in step 7.9 where the converters are put into operation.
  • step 7.10 determines if at least one of the voltages USCi is greater than a threshold voltage USCmin in which case, the current IHi is compared to a threshold IHmax for each of the branches in step 7.1 1.
  • the current IHi is lower than IHmax then it is determined whether the input voltage UF is greater than the threshold CCUFDCH or if all currents IHi are lower than IHmin in step 7.12. If one of the two conditions is verified, the SC supercapacities groups 12 are discharged and the process is returned to step 7.1. if, however, none of the conditions are satisfied, the supercapacities are not completely discharged and the process is returned to step 7.9.
  • the current IHi is greater than IHmax in step 7.1 1, then the current IHi is limited to the threshold value of IHmax by step 7.13 before going to step 7.12.
  • step 7.10 when in step 7.10 all USCi voltages are below a threshold voltage USCmin, then the process is returned to step 7.1. after a possible CCUF self-learning step.
  • a control loop as implemented is described more precisely according to an embodiment illustrated in FIG. 8.
  • the corrected input voltage setpoint CCUF (if the learning device has been used beforehand) is co m pa r ed with the UF t he u s ion e having been previously filtered (FILT).
  • the control component output controls a limiting component which determines the voltage of the USC supercapacities for each branch 9 or LRU voltage recovery line in accordance with a USC voltage limitation template. On the basis of the USC connection, a current setpoint HI in each branch 9 or LRU is determined in a component which takes into account the total number N of these branches 9.
  • a current set point IH is compared with the current measurement IH having been previously filtered (FILT).
  • the regulation component output controls a prepositioning component (PREP) which makes it possible to operate the choppers of the converters CVi (visible in FIG. 4) at their optimum regardless of the mode of continuous or discontinuous operation, taking into account filtered values of UF and USC voltages.
  • PREP prepositioning component
  • the prepositioning component (PREP) output controls a voltage limiting component USC which generates the charge or discharge command of the CVi converters according to a limiting mask.

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Abstract

Système de stockage d'énergie capacitif (5) apte à être relié à un réseau de distribution de puissance électrique (4) qui comprend au moins un moyen de conversion du courant et au moins un moyen de stockage capacitif de l'énergie caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de branches (9) disposées en parallèle comprenant chacune des moyens de conversion du courant et des moyens de stockage capacitif, les moyens de conversion étant disposés en série avec les moyens de stockage capacitif, chaque branche (9) comprenant des moyens de régulation de la tension des moyens de stockage capacitif, les moyens de régulation de tension étant associés à des moyens de limitation de courant en fonction de la tension et chaque branche (9) comprenant des moyens de régulation de la tension d'entrée (UF) de sorte à ajuster en permanence le point de fonctionnement optimum.

Description

Système de stockage d'énergie capacitif
La présente invention concerne un système de stockage d'énergie capacitif et un procédé de commande d'un tel système.
La plupart des véhicules électriques récents utilisés dans les réseaux de transport publics sont équipés de freinage électrique, appelé aussi freinage récupératif. Dans ces véhicules, une partie de l'énergie cinétique de décélération est transformée en énergie électrique. Celle-ci est alors transmise à la l igne d'al imentation et util isée par u n ou pl usieu rs véh icu les en accélération. Dans le cas où aucun véhicule n'est en mesure d'utiliser cette énergie, celle-ci est a l ors d iss i pée en ch a l eu r d a n s d es rés istances embarquées sur le véhicule décélérant.
Afin d'éviter la perte d'énergie dans les résistances de freinage, un dispositif additionnel est souvent associé à des postes de redressements ou sous-stations afin de récupérer l'énergie de freinage électrique disponible sur le réseau. Celle-ci est ensuite stockée pour être dans un deuxième temps renvoyée au réseau de distribution électrique où elle pourra être utilisée par un véhicule en accélération.
Mais ces dispositifs de stockage connus utilisent généralement un convertisseur réversible unique de forte puissance associé en série à un arrangement de supercapacités câblées en série-parallèle. Cette architecture n'est pas tolérante aux défaillances électroniques internes du dispositif, ne permet pas de gérer finement et efficacement les supercapacités, offre un fa ible rendement él ectriq ue et économ iq ue d u fait de l ' uti l isation de composants électroniques de commutation de cal ibre important dans le convertisseur, et ne permet pas d'accéder à une maintenance simplifiée.
Un but de la présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et propose notamment de fournir un système avec un rendement d'énergie, qui limite les probabilités d'incident d'exploitation dont la maintenance est facilitée, et qui par sa gestion de branches indépendantes permet d'optimiser la durée de vie des composants de stockage.
A cet effet et selon un premier aspect, l'invention propose un système de stockage d'énergie capacitif apte à être rel ié à un réseau de distribution de puissance électrique qui comprend au moins un moyen de conversion du courant et au moins un moyen de stockage capacitif de l'énergie caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de branches disposées en parallèle comprenant chacune des moyens de conversion du courant et des moyens de stockage capacitif, les moyens de conversion étant disposés en série avec les moyens de stockage capacitif, chaque branche comprenant des moyens de régulation de la tension des moyens de stockage capacitif, les moyens de régulation de tension étant associés à des moyens de limitation de courant en fonction de la tension et chaque branche comprenant des moyens de régulation de la tension d'entrée UF de sorte à ajuster en permanence le point de fonctionnement optimum.
D a n s l a p ré s e n te d e m a n d e , par l'expression 'point de fonctionnement optimum', il est entendu un point de fonctionnement permettant d'une part, de récupérer le maximum d'énergie présent à l'entrée A du réseau de distribution (tension UF) en ne prélevant aucune énergie dans la branche d'alimentation (courant IST). D'autre part, ce point de fonctionnement optimum permet de privilégier la génération d'énergie sauvegardée dans des groupes de supercapacités prioritairement à la génération d'énergie par alimentation.
Ce fonctionnement optimum est obtenu en ajustant en permanence les seuils de charge CCUFCH et de décharge CCUFDCH par le calcul de la tension à vide moyenne CCUF.
Dans la présente demande, 'la tension d'entrée UF' correspond à la tension à l'entrée du système de stockage d'énergie capacitif, fournie par le réseau de distribution.
Grâce à cette structure de branches câblées en parallèle, l'énergie totale pouvant être stockée dans le système est égale à la somme des énergies de chaque branche et la puissance totale est égale à la somme des puissances de chaque branche. Le système selon l'invention permet ainsi l'util isation de convertisseurs de faibles puissances par comparaison au système doté d'un unique convertisseur associé à un arrangement parallèle- série de supercapacités ce qui permet une architecture modulaire. Ceci facilite l'accès à des composants mieux diffusés et donc plus disponibles, possédant de faibles pertes de conduction . De même, le rendement de la conversion aller/retour au niveau des moyens de conversion ainsi que le rendement de stockage/déstockage dans les moyens de stockage sont optimisés. De plus, l'ajustement en permanence du point de fonctionnement optimum permet d'augmenter la durée de vie des supercapacités tout en maximisant l'énergie transférée. En outre, ces dispositions permettent de limiter les indisponibilités du système. En effet, chaque branche peut fonctionner de façon indépendante. Lorsqu'une des branches ainsi constituée est hors service, les autres branches peuvent continuer à fonctionner en offrant un mode dégradé, en attendant qu'une opération de maintenance ou de réparation du système soit effectuée.
De préférence, le point de fonctionnement optimum est déterminé en fonction d'une estimation d'une tension d'une tension à vide aux bornes des branches, fournie par le réseau de distribution.
Selon un aspect de l'invention, le système de stockage d'énergie capacitif comprend une ou plusieurs armoires d isposées en parallèles, chacune des armoires comprenant une pluralité de branches disposées en parallèle. Cette configuration permet ainsi d'adapter le système en fonction du profil d'utilisation, de la puissance et l'énerg ie nécessaire au réseau de distribution sans nécessiter de redimensionnement du système.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, chaque branche du système comprend un dispositif d'isolation électrique de la branche de sorte à permettre une opération de maintenance de chaque branche. Ainsi en cas de disfonctionnement d'un composant électrique pouvant entraîner la défaillance d'une branche, celle-ci pourra être isolée par le dispositif interne de protection, permettant au reste du système de continuer de fonctionner. Une opération de maintenance pourra être ensuite réalisée lors d'une période de mise hors service de l'équipement, par exemple de nuit, sans restreindre la disponibilité du système.
Avantageusement, les moyens de conversion et les moyens de stockage capacitif de chaque branche sont amovibles de sorte à faciliter leur installation ou désinstallation selon les besoins de maintenance.
De préférence, chaque armoire comprend des gl issières sur lesquelles les moyens de conversion et les moyens de stockage capacitif peuvent être montées de façon amovible d e sorte à perm ettre u n e maintenance sans outillage spécifique.
Les moyens de stockage capacitif comprennent typiquement des supercapacités en série permettant de maîtriser le courant dans les moyens de stockage indépendamment d'une branche à l'autre et donc d'optimiser le rendement de chaque branche en augmentant la durée de vie des composants tout en maîtrisant les risques de défaillance. De préférence, les moyens de conversion sont des convertisseurs réversibles permettant à l'énergie stockée dans les supercapacités d'être libérée pour venir satisfaire les besoins du réseau en énergie.
Selon une variante de réalisation de l'invention, le système de stockage comprend des moyens de gestion d'une charge ou d'une décharge des moyens de stockage capacitif se basant sur l'utilisation de seuils de tension et il comprend également des moyens d'auto-apprentissage agencés pour modifier les seuils de tension en fonction d'une analyse en temps réel des besoins en courant et en tension dans le réseau de distribution de puissance électrique afin d'optimiser le procédé de charge et de décharge. Dans la présente demande, par l'expression 'seuils de tension' on entend des seuils de tension de charge CCUFCH et de décharge CCUFDCH des supercapacités, comparés à la tension UF fournie par le réseau de distribution. De la même manière, le système comprend des moyens de régulation agencés pour réguler la tension dans le réseau de d istribution de pu issance électriq ue afin d'optimiser l'énergie disponible sur le réseau . A la suite des changements d'états de charge et de décharge, le fonctionnement du système est ainsi régulé en fonction du besoin. Le changement d'état suivant peut avoir lieu soit sur un seu il rem is à jour su ite à l 'apprentissage soit su r l im itation de l'asservissement. Ce prin cipe permet de stocker de fa ibles énerg ies, inaccessibles sans les moyens d'auto-apprentissage et de ne pas stocker une énergie qui peut être utilisée par un autre véhicule.
De préférence, les moyens de régulation de la tension sont agencés pour réaliser la régulation en fonction de la tension mesurée aux bornes des supercapacités de chaque branche, la mesure de l'intensité du courant entre le convertisseur et les supercapacités et la mesure de la tension à l'entrée du système de stockage.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une infrastructure de transports de passagers électriques comprenant au moins un véhicule équipé d'un dispositif de freinage récupératif et au moins un système de stockage d'énergie capacitif tel que précédemment décrit, le système de stockage capacitif étant destiné à stocker l'énergie générée par le dispositif de freinage. Cette infrastructure permet ainsi de d iminuer la consommation électrique d'un réseau de transport urbain et de soutenir la tension dans les zones éloignées des sources d'alimentation limitant les probabilités d'incident d'exploitation. Les transports concernés comprennent notamment les trains, les tramways, les métros légers, les trolleybus ou autres moyens de transports alimentés par une ligne aérienne de captation ou par des rails d'alimentation.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de commande d'un système de stockage d'énergie capacitif apte à être relié à un réseau de distribution de puissance électrique, l e système de stockage comportant une pluralité de branches disposées en parallèle comprenant chacune des moyens de conversion du courant et des moyens de stockage capacitif, les moyens de conversion étant disposés en série avec les moyens de stockage capacitif, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- mesurer aux bornes des branches la tension UF fournie par le réseau de distribution à l'entrée du système de stockage,
- déterminer un point de fonctionnement optimum,
- déterminer au moins un seuil de tension de charge CCUFCH et un seuil de tension de décharge CCUFDCH, et
- comparer la tension d'entrée UF avec un seuil de charge et un seuil de décharge afin de déterminer un mode de fonctionnement de charge et de décharge.
Avantageusement, le point de fonctionnement optimum optimum est déterminé en fonction d'une estimation d'une tension à vide aux bornes des branches, fournie par le réseau de distribution.
Selon une disposition particulière, le procédé comprend une étape d'auto-apprentissage permettant de déterminer la tension à vide CCUF sous forme d'une moyenne de valeurs de tensions UF acquises pendant une période où le courant IST est inférieur à un seuil prédéterminé.
De préférence, les étapes de détermination des seuils de tension de charge CCUFCH et de décharge CCUFDCH sont réalisées en fonction de la valeur de la tension CCUF et d'un décalage prédéterminé. Ce décalage permet d'éviter un basculement possible entre la charge et la décharge du fait des erreurs de mesure.
On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réal isation possibles de l'invention , en référence aux figures annexées. Dans la suite de la description, par souci de simpl ification, les éléments communs aux différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques.
La figure 1 est un schéma de principe d'une infrastructure de transports de passagers électriques doté d'un dispositif de freinage récupératif et d'un système de stockage d'énergie capacitif selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 est un schéma de principe d'un système de stockage d'énergie capacitif selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est un schéma il lustrant une armoire d'un système dotée de supercapacités et de convertisseurs selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est un diagramme électrique illustrant le système de stockage d'énergie comprenant plusieurs armoires de stockage et une armoire d'appareillage et de supervision selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 est un diagramme de commande général du système capacitif selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 est un d iagramme d'auto-apprentissage du système capacitif selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 7 est un diagramme de commande détaillé du système capacitif selon un mode de réalisation de l'invention.
L a f i g u re 8 est un organigramme électrique illustrant le fonctionnement des moyens de régulation de la tension des supercapacités selon un mode de réalisation de l'invention.
La fig u re 1 représente u ne infrastructu re de transports de passagers électriques 1 comprenant un train 2 doté d'un dispositif de freinage récupératif 3. Ce dispositif de freinage récupératif 3 transforme l'énergie de cinétique de décélération du train 2 en énergie électrique avant de l'envoyer au réseau de distribution de pu issance électrique 4. Cette énerg ie est ensu ite stockée dans le système de stockage d'énergie capacitif 5 relié au réseau de distribution 4, par exemple au niveau d'une sous-station 6 de l'infrastructure 1 . Comme illustré à la figure 1 une armoire d'appareillage et de supervision 7 permet de commander le fonctionnement du système de stockage d'énergie 5 .
La figure 2 illustre un système de stockage d'énergie capacitif 5 comprenant plusieurs armoires 8 câblées en parallèles avant d'être reliées à un réseau de distribution de puissance électrique 4 partiellement représenté. Cette architecture de câblage permet de cumuler l'énergie et la puissance de chaque armoire 8. Il est ainsi possible d'adapter le système 5 de sorte à stocker des quantités variables d'énergie disponible sur le réseau 4 ou d'alimenter ce dernier selon l'utilisation souhaitée. Chaque armoire 8 est composée de plusieurs branches 9 indépendantes câblées en parallèle sur le bus continu de l'armoire 8 de sorte que l'énergie et la puissance de chaque armoire 8 est respectivement égale à la somme des énergies et des puissances de chacune des branches 9.
Chaque branche 9 comprend en série un moyen de conversion du courant tel qu'un convertisseur réversible CVi ( i étant un entier variant de 1 à x) de type DC-DC et un moyen de stockage capacitif tel que des groupes SC de supercapacités 12 en série. La taille et la masse limitées de ces composants CVi, et SC permettent la construction du système 5 sous forme de sous-ensembles modulaires amovibles. Le courant IST représenté à la figure 2, est un courant d'alimentation du réseau de distribution 4 et les courants IHi sont des courants circulant dans les branches des groupes SC des supercacités 12. La tension UF est une tension de la ligne mesurée dans le dispositif et les tensions USCi sont des tensions des branches des groupes SC de supercapacités 12.
Comme illustré à la figure 2, chacune des branches 9 est dotée d'un dispositif d'isolation électrique 13 de sorte à protéger la branche 9 d'une défaillance en cas de disfonctionnement de l'un de ses composants. En pareil cas, le système 5 pourra ainsi continuer de fonctionner et une opération de maintenance pourra être réalisée lors d'une période de mise hors service de l'équipement, par exemple de nuit, sans en restreindre la disponibilité.
La figure 3 représente l'une des armoires 8 d'un système 5 selon l'invention. Dans cet exemple, elle est constituée de trois branches 9 dotées chacune d'un convertisseur CVi relié en série avec huit groupes SC de supercapacités 12 formant des modules amovibles. Des glissières non représentées sont optionnellement prévues dans chaque armoire 8 afin de pouvoir monter ou démonter facilement les groupes SC de supercapacités 12 et les convertisseurs CVi. Ceci permet d'assurer une maintenance sans outillage spécifique.
Le nombre important de branches 9 câblées en parallèle sur plusieurs armoires 8 permet l'emploi de convertisseurs CVi de faible puissance par comparaison au convertisseur de forte capacité, tel qu'un convertisseur de traction pour le domaine ferroviaire, ce qui facilite l'accès à des composants mieux diffusés et donc plus disponibles, possédant de faibles pertes de conduction. De plus, le nombre important de branches 9 en parallèle permet de structurer le moyen de stockage sous forme de groupes SC de supercapacités 12 câblées en série sur la branche 9. Ceci a un impact direct sur la maîtrise du courant des groupes SC de supercapacités 12 indépendamment d'une branche 9 à l'autre. Il est alors possible de tirer le meilleur parti de chaque branche 9 en optim isant leur durée de vie tout en maîtrisant les risques associées aux défaillances éventuelles de ces composants. Cette architecture permet ainsi de rendre le système de stockage d'énergie électrique 5 basé sur la technologie des groupes SC de supercapacités 12 économiquement accessible.
Par ailleurs, en cas d'intervention sur le câblage haute tension ou pour une opération de maintenance dans le local où est situé le système 5, les règles de sécurité imposent de décharger les groupes SC de supercapacités 12.
Les solutions antérieures de récupération d'énergie de technologie identique font appel à une décharge résistive dans l'équipement. Le temps de décharge est alors voisin d'une heure et l'énergie précédemment récupérée est perdue sous forme de chaleur.
Le système 5 selon l'invention permet d'une part de raccourcir le temps de décharge, d'autre part de ne pas gaspiller l'énergie emmagasinée. En cas de demande de décharge par un opérateur, le système 5 privilégie la décharge dans la l ig ne du réseau de d istribution 4, en util isant les sous- ensembles et composants fonctionnels. Tout ou partie de l'énergie est alors renvoyée sur la ligne, la partie d'énergie non renvoyée étant déchargée dans une résistance de décharge interne 14. Le tem ps de décharge est alors raccourci des deux-tiers environ.
La figure 4 représente un système de stockage d'énergie capacitif 5 selon l'invention associée à une armoire d'appareillage et de supervision 7. L'armoire d'appareillage 7 comprend deux circuits pour la commande de quatre armoires de stockage d 'énerg ie 8 comportant chacune trois branches 9 câblées en parallèle, dotées chacune d'un convertisseur CVi câblé en série avec plusieurs groupes SC de supercapacités 12.
Les deux circuits de l'armoire d'appareillage et de supervision 7 comprennent des moyens de contrôle-commande 15 et un circuit de puissance P comportant notam ment pou r chaq ue couple de deux armoires 8 un disjoncteur 16, des moyens de filtrage 17, un écréteur 18 et des moyens de mesure de tension MUF. Ces deux circuits permettent de gérer la charge et la décharge des groupes SC de supercapacités 12.
Nous al lons à présent décrire l e procédé m is en œuvre en référence aux figures 5, 6, 7. Comme illustré à la figure 5, les circu its sont basés sur un principe de rég u lation et d'auto-apprentissage util isant une matrice d'état faisant référence à des seuils de tension qui varient selon l'auto- apprentissage de ces seuils en fonction d'une analyse en temps réel des besoins en courant et tension de la l igne d'al imentation ou du réseau de distribution. A la suite de ces changements d'états de charge et de décharge, le fonctionnement est régulé en fonction du besoin et de l'énergie disponible, le changement d'état su ivant peut avoir l ieu sur un seuil remis à jour su ite à l 'apprentissag e . Ce pri nci pe permet d e récu pérer de fa i bl e énerg ies , inaccessibles avec un système ne comprenant qu'une matrice d'état sans système d'auto-apprentissage. Le même principe permet d'éviter au sytème 5 de récupérer de l'énergie utile à un véhicule 2 sur le réseau 4. Ainsi, comme décrit sur le diagramme de contrôle général de la figure 5, l'étape 5.1 permet de déterminer une consigne de tension d'entrée corrigée CCUF. Puis l'étape 5.2 détermine un seuil de la tension de charge CCUFCH et un seuil de tension de décharge CCU FDCH , et compare la tension d'entrée U F avec les deux seuils pour déterminer un mode de fonctionnement de charge ou de décharge.
Lorsque le mode de charge est sélectionné à l'étape 5.2 , les groupes SC de supercapacités 1 2 sont chargés à l'étape 5.3. L'étape 5.4 détermine si la charge est terminée. Si la charge est incomplète, le processus revient à l'étape de charge 5.3 puis à l'étape de détermination 5.4 jusqu'à ce que la charge complète soit détectée. Lorsque la charge est complète l'étape 5.1 est réitérée.
Lorsque le mode de décharge est sélectionné à l'étape 5.2, les groupes SC des supercapacités 12 sont déchargés à l'étape 5.5. L'étape 5.6 vérifie ensuite si la décharge est complète, auquel cas l'étape 5.1 est réitérée. Dans le cas contraire, l'étape 5.5 de décharge est réitérée. Nous décrivons ci- dessous les moyens mis en œuvre pour l'auto-apprentissage et la régulation, comme illustré à la figure 6.
Les moyen s d'auto-apprentissage comprennent un organe de contrôle, par exem ple u n microprocesseur c, disposé en particulier dans l'armoire d'appareillage et de supervision 7. L'org a n e d e contrôl e μο met en œuvre un algorithme d'apprentissage destiné à déterminer une consigne de tension d'entrée corrigée CCUF en fonction des paramètres d'entrée suivants :
- la mesure d'un courant fourni IST au réseau au niveau d'une sous-station 6, cette mesure de courant étant fournie par un capteur de courant MISTvi s i b l e s u r l a f i g u re 1 , e t u n e co n s i g n e d e t e n s i o n d'entrée UF(étape 6.1 ).
En particulier, l'algorithme d'apprentissage réalise un filtrage et une mise à l'échelle de la mesure de courant IST. puis selon l'étape 6.2, le courant IST est comparé avec u n seu il constant don né, le résu ltat d e cette comparaison étant utilisé par un composant de régulation de type intégral . Le signal provenant du composant de régulation fait l'objet d'une limitation pour obtenir un signal de correction de la tension de consigne qui est ajouté à cette tension de consigne pour obtenir une consigne de tension d'entrée corrigée CCUF (étape 6.3) La consigne de tension d'entrée corrigée CCUF correspond à la moyenne des valeurs de tension à vide UF acquises pendant une période où le courant IST est inférieur à un seuil constant prédéterminé. Lorsque le courant IST est inférieur à la valeur seuil prédéterminée, une boucle périodique permet le retour à l'étape 6.1 .
En dehors du mode de récupération dans lequel les groupes SC de supercapacités 12 sont en charge, un mode « reset » est activé, ce qui permet de diminuer la correction de la tension de consiqne.
Dans un mode de réalisation représenté à la figure 4 , le système 5 selon l'invention comprend des moyens de régulation de la tension des groupes SC de supercapacités 12.
A cet effet, ces moyens de régulation comprennent un organe de contrôle, par exemple le microprocesseur c évoqué précédemment, disposé en particulier dans l'armoire d'appareillage et de supervision 7.
L'organe de contrôle c met en œuvre une boucle de régulation, mettant en œuvre les étapes décrites en référence à la figure 5, destinée à générer une commande cmd du convertisseur CVi en fonction des paramètres d'entrée suivants :
La tension USC mesurée par un organe de mesure de tension continue (M USC1 ) aux bornes des groupes SC de supercapacités 1 2 de chaque branche 9 l'intensité du courant IH mesurée par un capteur de courant MIH1 entre le convertisseur CVi et les groupes SC de supercapacités 12
La tension UF mesurée par un capteur de tension MUF disposé à l'entrée du système de stockage 5.
La commande cmd de chaque convertisseur CVi est déterminée sur la base des paramètres ci-dessus en utilisant :
- un gabarit de limitation de courant IH en fonction de la tension d'entrée UF et de la tension USC dans la branche 9, et
- une boucle de régulation de tension d'entrée UF.
En particulier, la commande cmd consiste en un réglage de l'angle de phase des composants IGBT (transistor bipolaire à grille isolée) constituant les convertisseurs CVi.
L'ensemble de ces deux boucles permet d'ajuster en permanence le point de fonctionnement optimum, et d'ainsi augmenter la durée de vie des supercapacités 12 tout en maximisant l'énergie transférée.
Les étapes de régulation sont maintenant décrites de façon détaillées en référence à la figure 7. Une étape d'autoapprentissage peut être tout d'abord réalisée comme précédemment décrit.
Une étape 7.1 consiste à déterminer un seu il de la tension de charge CCUFCH et un seuil de tension de décharge CCUFDCH à partir de la valeur de la tension CCUF et d'un décalage prédéterminé de sorte à lisser les erreurs de mesure. Puis l'étape 7.2 consiste à comparer la tension d'entrée UF avec le seuil de la tension de charge CCUFCH. Lorsque la tension d'entrée UF est supérieure au seuil CCUFCH le mode de fonctionnement de charge est engagé à l'étape 7.3 de sorte que les convertisseurs CVi sont m is en fonctionnement. Puis l'étape 7.4 vérifie si au moins une des tensions USCi est inférieure à un seuil USCmax auquel cas, le courant IHi est comparé à IHmax pour chacune des branches à l'étape 7.5. Lorsqu'un courant IHi est inférieur à IHmax, l'étape 7.6 consiste à vérifier si la tension d'entrée UF est inférieure au seuil CCUFCH ou si tous les courants IHi sont inférieurs à un seuil IHmin. Si une de ces deux conditions sont réalisées, le processus de charge est stoppé et on retourne à l'étape 7.1 .
Lorsque, à l'étape 7.4, toutes les tensions USCi sont supérieures à USCmax, alors la charge est terminée et on retourne à l'étape 7.1 . Lorsque dans chaque branche un courant I Hi est supérieur à IHmax à l'étape 7.5, alors le courant IHi est borné à IHmax par l'étape 7.7 puis le processus passe à l'étape 7.6.
Lorsque la tension d'entrée UF est inférieure au seuil CCUFCH de l'étape 7.2, alors la tension d'entrée UF est comparée au seuil CCUFDCH à l'étape 7.8. Lorsque la tension UF est supérieure au seuil CCUFDCH alors le processus est ramené à l'étape 7.1 . Par contre, lorsque la tension UF est inférieure au seuil CCUFDCH alors la décharge est amorcée à l'étape 7.9 où les convertisseurs sont mis en fonctionnement.
Puis l'étape 7.10 détermine si au moins une des tensions USCi est supérieure à une tension seuil USCmin auquel cas, le courant IHi est comparé à un seuil IHmax pour chacune des branches à l'étape 7.1 1 . Lorsque le courant IHi est inférieur à IHmax alors il est déterminé si la tension d'entrée UF est supérieur au seuil CCUFDCH ou si tous les courants IHi sont inférieurs à IHmin à l'étape 7.12. Si l'une des deux conditions est vérifiée, les groupes SC de supercapacités 12 sont déchargés et le processus est ramené à l'étape 7.1 . si parcontre, aucune des conditions n'est satisfaite, les supercapacités ne sont pas complètement déchargées et le processus est ramené à l'étape 7.9.
Si par contre, le courant IHi est supérieur à IHmax à l'étape 7.1 1 , alors le courant IHi est borné à la valeur seuil de IHmax par l'étape 7.13 avant de passer à l'étape 7.12.
Par ailleurs, lorsqu'à l'étape 7.10 toutes les tensions USCi sont inférieures à une tension seuil USCmin, alors le processus est ramené à l'étape 7.1 . après une étape d'auto-apprentissage CCUF éventuelle. Une boucle de régulation telle qu'implémentée est décrite de façon plus précise selon un mode de réalisation illustré à la figure 8.
En entrée de cette boucle de régulation, la consigne de tension d'entrée corrigée CCUF (si le dispositif d'apprentissage a été util isé au préalable) est co m pa rée avec l a m es u re d e ten s ion U F aya nt été préalablement filtrée (FILT).
Le résultat de cette comparaison est utilisée dans un composant de régulation Proportionnel / Intégral Pl.
La sortie de composant de régulation commande un composant de limitation qui détermine la tension des supercapacités USC pour chaque branche 9 ou ligne de récupération de tension LRU en fonction d'un gabarit de limitation de la tension USC. Su r la base de l a ten sion USC cal cu lée, u ne consigne de courant IH dans chaque branche 9 ou LRU est déterminée dans un composant qui prend en compte le nombre total N de ces branches 9.
Sur la base de ces consignes de courant IH de chaque branche 9, une boucle de régulation propre à chaque branche 9 est mise en place.
En entrée de cette boucle de régulation, une consigne de courant IH est comparée avec la mesure de courant IH ayant été préalablement filtrée (FILT).
Le résultat de cette comparaison est utilisée dans un composant de régulation Proportionnel / Intégral Pl.
La sortie de composant de régulation commande un composant de prépositionnement (PREP) qui permet de faire fonctionner les hacheurs des convertisseurs CVi (visibles à la figure 4) à leur optimum quel que soit le mode de fonctionnement continu ou discontinu, en prenant en compte des valeurs filtrées des tensions UF et USC.
La sortie de composant de prépositionnement (PREP) commande un composant de limitation de la tension USC qui génère la commande de charge ou de décharge des convertisseurs CVi en fonction d'un gabarit de limitation.
II est bien entendu possible d'utiliser une tension d'entrée de consigne UF qui n'a pas été corrigée par le dispositif d'auto-apprentissage, le dispositif d'auto-apprentissage et la boucle de régulation de la tension des groupes SC de supercapacités 12 de chaque branche 9 pouvant être appliqués de façon indépendante.
Ces dispositions permettent d'obtenir une régulation améliorée par rapport aux solutions antérieures de récupération d'énergie mettant en œuvre un convertisseur piloté à la manière d'un chargeur batterie en y associant une réversibilité, intégrant une boucle de régulation de tension globale du système de stockage et une limitation de courant utilisant un seuil fixe.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de stockage d'énergie capacitif (5) apte à être relié à un réseau de distribution de puissance électrique (4) qui comprend au moins un moyen de conversion du courant et au moins un moyen de stockage capacitif de l'énergie caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de branches (9) disposées en parallèle comprenant chacune des moyens de conversion du courant et des moyens de stockage capacitif, les moyens de conversion étant disposés en série avec les moyens de stockage capacitif, chaque branche (9) comprenant des moyens de régulation de la tension des moyens de stockage capacitif, les moyens de régulation de tension étant associés à des moyens de l im itation de courant en fonction de la tension et chaque branche (9) comprenant des moyens de régulation de la tension d'entrée (UF) de sorte à ajuster en permanence le point de fonctionnement optimum.
2. Systè m e d e stoc kag e d ' én e rg i e ca pac itif (5) se lo n l a revendication 1 caractérisé en ce que le point de fonctionnement optimum est déterminé en fonction d'une estimation d'une tension à vide aux bornes des branches (9), fournie par le réseau de distribution.
3. Système de stockage d'énergie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs armoires (8) disposées en parallèles, chacune des armoires (8) comprenant une pluralité de branches (9) disposées en parallèle.
4. Système de stockage d'énergie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que chaque branche (9) comprend un dispositif d'isolation électrique (13) de la branche (9) de sorte à permettre une opération de maintenance de chaque branche (9).
5. Système de stockage d'énergie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de conversion et les moyens de stockage capacitif de chaque branche (9) sont amovibles.
6. Système de stockage d'énergie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque armoire (8) comprend des glissières sur lesquelles les moyens de conversion et les moyens de stockage capacitif peuvent être montées de façon amovible.
7. Système de stockage d'énerg ie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens de stockage capacitif comprennent des groupes (SC) de supercapacités (12) en série.
8. Système de stockage d'énerg ie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les moyens de conversion sont des convertisseurs réversibles (CVi).
9. Système de stockage d'énerg ie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de gestion d'une charge ou d'une décharge des moyens de stockage capacitif se basant sur l'utilisation de seuils de tension et en ce qu'il comprend des moyens d'auto- apprentissage agencés pour modifier les seuils de tension en fonction d'une analyse en temps réel des besoins en courant et en tension dans le réseau de distribution de puissance électrique (4).
10. Système de stockage d'énerg ie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que les moyens de régulation de la tension sont agencés pour réal iser la régulation en fonction de la tension mesurée aux bornes des groupes (SC) de supercapacités (12) de chaque branche (9), la mesure de l'intensité du courant entre le convertisseur (CVi) et les groupes (SC) de supercapacités (12) et la mesure de la tension à l'entrée du système de stockage (5).
1 1 . I nfrastructu re de transports de passagers électriques (1 ) comprenant au moins un véhicule (2) équipé d'un dispositif de freinage récupératif (3) et au moins un système de stockage d'énergie capacitif (5) selon l'une des revendications 1 à 10, le système de stockage capacitif (5) étant destiné à stocker l'énergie générée par le dispositif de freinage (3).
12. Procédé de commande d'un système de stockage d'énergie capacitif (5) apte à être rel ié à u n réseau de d istribution de pu issance électrique (4), le système de stockage (5) comportant une pluralité de branches (9) disposées en parallèle comprenant chacune des moyens de conversion du courant et des moyens de stockage capacitif, les moyens de conversion étant d isposés en série avec les moyens de stockage capacitif, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- mesurer aux bornes des branches (9) la tension (UF) fournie par le réseau de distribution (4) à l'entrée du système de stockage (5),
- déterminer un point de fonctionnement optimum,
- déterminer au moins un seuil de tension de charge (CCUFCH) et un seuil de tension de décharge (CCUFDCH), et
- comparer la tension d'entrée (UF) avec un seuil de charge et un seuil de décharge afin de déterminer un mode de fonctionnement de charge et de décharge.
13. Procédé selon la revendication 1 2, caractérisé en ce que le point de fonctionnement optimum est déterminé en fonction d'une estimation d'une tension à vide aux bornes des branches (9), fournie par le réseau de distribution.
14. Procédé selon l'une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape d'autoapprentissage permettant de déterminer la tension à vide (CCUF) sous forme d'une moyenne de valeurs de tensions (UF) acquises pendant une période où le courant (IST) est inférieur à un seuil prédéterminé.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les étapes de détermination des seuils de tension de charge (CCUFCH) et de décharge (CCUFDCH) sont réalisées en fonction de la valeur de la tension (CCUF) et d'un décalage prédéterminé.
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