一种轨道交通超级电容储能系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种轨道交通超级电容储能系统，由超级电容器组、双向直流变换器、直流母线和地铁列车组成，所述地铁列车与所述直流母线电连接，所述直流母线与所述双向直流变换器电连接，所述双向直流变换器与所述超级电容器电连接；当所述地铁列车制动时，所述直流母线电压上升，所述双向直流变换器向所述超级电容器充电，所述超级电容器吸收制动能量；当所述地铁列车启动时，所述直流母线电压下降，所述超级电容器存储的能量通过所述双向直流变换器释放能量。本实用新型具有快速充放电、低污染、高效率和维护费用的优点。
【专利说明】
一种轨道交通超级电容储能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种储能系统，特别涉及一种轨道交通超级电容储能系统。
【背景技术】
[0002]在城市轨道交通中，直-交变压变频的传动方式已经普遍采用，再生制动成为列车常用制动时的主要制动方式，制动时可以实现将机械能转化为电能，使得一部分能量能够回馈给电网，而列车在运行过程中，由于站间距较短，列车启动、制动频繁，从能量互换的角度看，制动能量相当可观。由于轨道交通存在线路阻抗，列车加速，启动电流较大，导致牵引网电压下降；制动时，再生制动能量会反馈牵引网，使电压抬升，造成直流母线电压波动，为防止再生制动失效，这些再生能量除了按一定比例被其他相邻车吸收利用外，剩余部分主要被列车或者线路上的吸收电阻以发热的方式消耗吸收掉，这必将带来隧道和站台内的温升问题，同时也会增大站内环境控制装置的负担，造成大量的能源浪费，并使地铁的建设费用和运行费用增加。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种能进行快速充放电的轨道交通超级电容储能系统。
[0004]本实用新型通过以下技术手段解决上述问题:
[0005]—种轨道交通超级电容储能系统，由超级电容器组、双向直流变换器、直流母线和地铁列车组成，所述地铁列车与所述直流母线电连接，所述直流母线与所述双向直流变换器电连接，所述双向直流变换器与所述超级电容器组电连接；当所述地铁列车制动时，所述直流母线电压上升，所述双向直流变换器向所述超级电容器组充电，所述超级电容器组吸收制动能量;当所述地铁列车启动时，所述直流母线电压下降，所述超级电容器组存储的能量通过所述双向直流变换器释放能量。
[0006]优选地，所述双向直流变换器为非隔离式双向直流变换器。
[0007]优选地，当所述列车启动时，所述双向直流变换器等效为升压斩波器，电流流向直流侧，给直流母线充电；当所述列车制动时，等效为降压斩波器，从直流母线吸收能量。
[0008]优选地，所述超级电容器组包括三组至八组超级电容器。
[0009]优选地，所述三组至八组超级电容器经串联或并联连接而成。
[0010]采用上述技术方案后，本实用新型所公开的一种轨道交通超级电容储能系统能够在机车再生制动时吸收能量，避免能量浪费;在机车启动或加速时提供部分功率支持，减少牵引网电压波动。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本实用新型的原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述。
[0014]如图1所示:一种轨道交通超级电容储能系统，由三组并联而成的超级电容器组1、非隔离式双向直流变换器2、直流母线3和地铁列车4组成，所述地铁列车4与所述直流母线3电连接，所述直流母线3与所述双向直流变换器2电连接，所述双向直流变换器2与所述超级电容器组I电连接。
[0015]本实用新型的工作原理是，当所述地铁列车4制动时，所述直流母线3电压上升，所述双向直流变换器2向所述超级电容器组I充电，所述超级电容器组I吸收制动能量；当所述地铁列车4启动时，所述直流母线3电压下降，所述超级电容器组I存储的能量通过所述双向直流变换器2释放能量，本实用新型的轨道交通超级电容储能系统既可以安装于地铁列车上，也可以安装于变电站内。
[0016]列车牵引或加速时，电机需要较大功率，非隔离式双向直流变换器等效为升压斩波器，电流流向直流侧，给直流母线充电；列车惰行时，变换器停止工作，处于备用保持状态;列车制动或减速时，牵引电机向直流电网反馈能量，使线网电压抬高，超级电容器吸收回馈到直流母线上的能量，此时非隔离式双向直流变换器动作，等效为降压斩波器，从直流母线吸收能量。通过以上3种状态切换，既可使直流电网电压避免大范围波动，改善供电质量，又将列车制动能量循环利用，节约电能。
[0017]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种轨道交通超级电容储能系统，其特征在于:由超级电容器组、双向直流变换器、直流母线和地铁列车组成，所述地铁列车与所述直流母线电连接，所述直流母线与所述双向直流变换器电连接，所述双向直流变换器与所述超级电容器组电连接；当所述地铁列车制动时，所述直流母线电压上升，所述双向直流变换器向所述超级电容器组充电，所述超级电容器组吸收制动能量；当所述地铁列车启动时，所述直流母线电压下降，所述超级电容器组存储的能量通过所述双向直流变换器释放能量。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通超级电容储能系统，其特征在于:所述双向直流变换器为非隔离式双向直流变换器。3.根据权利要求1所述的一种轨道交通超级电容储能系统，其特征在于:当所述列车启动时，所述双向直流变换器等效为升压斩波器，电流流向直流侧，给直流母线充电；当所述列车制动时，等效为降压斩波器，从直流母线吸收能量。4.根据权利要求1所述的一种轨道交通超级电容储能系统，其特征在于:所述超级电容器组包括三组至八组超级电容器。5.根据权利要求4所述的一种轨道交通超级电容储能系统，其特征在于:所述三组至八组超级电容器经串联或并联连接而成。
【文档编号】H02J7/34GK205509628SQ201620304253
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】张正扬, 刘炜, 宁晓来, 徐毅, 贾晓琼
【申请人】西安道齐电气科技有限公司