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一种地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统


技术摘要:
一种地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统,地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统包括陪试系统和被试系统。陪试系统包括交流电网、直流电源和直流母线,直流电源的输入口与交流电网连接,直流电源的输出口与直流母线连接;被试系统包括第一电容储能  全部
背景技术:
目前地铁再生制动能量的吸收方式主要有电阻耗能型、能量回馈型、电容储能型 等。电阻耗能型是早期应用的一种方式,该方式将列车制动时的能量消耗在电阻上,该方式 浪费能量且增加环控散热负担,逐渐退出制动能量吸收的应用领域。能量回馈型是把制动 能量逆变回馈至交流电网,可以实现能量的再利用,节能环保,是目前应用较多的地铁制动 能量吸收方式。但该方式能馈装置需要与交流电网相连,工作时不可避免的会向交流电网 注入一定的谐波。电容储能型是近些年发展起来的一种制动能量吸收方式,该方式是在列 车制动时把制动能量储存在电容中,在列车牵引时把制动能量释放出去供列车牵引使用。 该方式储能装置只需要与直流牵引电网连接,具有节能环保同时不影响交流电网的特点, 已经越来越多的应用到地铁制动能量吸收领域。 随着电容储能型制动能量吸收装置在地铁领域应用的越来越多,如何提高储能装 置的制造能力是国内各个制造厂家需要思考的问题。在电容储能装置出厂试验项目中,额 定电压、额定功率的试验项目能够有效的检验设备的性能,充分地验证设备的可靠性与稳 定性。目前一般的试验方法是用一台双向变流器(AD/DC)作为直流电源,双向变流器的直流 侧连接电容储能装置。电容充电时,双向变流器工作在可控整流模式,能量由电网至电容; 电容放电时,双向变流器工作在逆变模式,能量由电容返回至电网。该试验方法一是要求作 为直流电源的双向变流器、电网与被试的电容储能装置具有同种功率等级,一般为几个MW 级别,这就要求陪试机和电网的容量较大,直流电源必须满足能量双向流动,对直流电源的 要求较高。二是电容放电时,能量返回到交流电网,如果公司内部无法正常消耗掉则会返回 到上级电网,对于返回的电能电力公司并不计量,只会计量单方向消耗的电能,这样一台MW 级的电容储能装置若进行满功率下的跑载测试所消耗的电能是巨大的。综上两方面,生产 企业对于电容储能装置出厂试验的投入成本将是非常庞大的。
技术实现要素:
本发明为了克服上述技术问题的缺点,提供了一种地铁电容储能型制动能量吸收 装置的满载实验系统。 一种地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统,地铁电容储能型制动能 量吸收装置的满载实验系统包括陪试系统和被试系统。陪试系统包括交流电网、直流电源 和直流母线,直流电源的输入口与交流电网连接,直流电源的输出口与直流母线连接;被试 系统包括第一电容储能装置和第二电容储能装置,第一电容储能装置和第二电容储能装置 通过直流母线相连接,第一电容储能装置和第二电容储能装置依次经直流母线、直流电源 接于交流电网上。 3 CN 111596150 A 说 明 书 2/3 页 基于地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统的实验方法,通过以下步 骤来实现: a) .能量转移:使直流电源处于断开状态,第一电容储能装置处于放电状态,第二电容 储能装置处于充电状态,持续时间为T1,能量由第一电容储能装置经直流母线流向第二电 容储能装置; b) .间歇性停机:使直流电源处于断开状态,第一电容储能装置与第二电容储能装置均 处于停机状态,持续时间为T2; c) .能量转移:使直流电源处于断开状态,第一电容储能装置处于充电状态,第二电容 储能装置处于放电状态,持续时间为T1,能量由第二电容储能装置经直流母线流向第一电 容储能装置; d) .补充能量:实验步骤a)、b)、c)依次循环往复进行,被试系统本身具有损耗,经若干 循环对充后,两台被试电容储能装置储存的总电量减少,总电量小于设定值后补充能量;使 直流电源处于闭合状态,交流电网经直流电源对剩余电量较高的电容储能装置以较小的充 电功率补充至满电状态,能量由交流电网经直流电源充至其中一台被试电容储能装置; e) .进入下次往复循环:能量补充完毕后,再次进入实验步骤a)、b)、c)的循环,总电量 小于设定值后再通过实验步骤d)补充能量,依次往复循环,用于实现电容储能装置的完全 模拟现场实际工况的间歇式满载老化实验。 本发明的有益效果是:本发明额定功率下的能量交换是在两台被试电容储能装置 之间,而非被试电容储能装置与电网之间,对电网和直流电源的容量要求很小。本发明中知 识补充能量时需要从交流电网取电,,不需要将能量回馈至实验电网,前级的直流电源不再 需要是双向变流器,只需要简单的不控整流即可,对直流电源的要求大大降低。本发明中消 耗的电量只是整个系统工作时的损耗,相比之前直接用电网加双向变流器(直流电源)的实 验方法所消耗的电量大幅减少,大大降低实验成本。本发明可以同时实现至少两台电容储 能装置的满载老化实验,提升了试验效率。 附图说明 图1为本发明的地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载试验系统的结构示意 图; 图2为本发明的地铁电容储能型制动能量吸收装置的满载实验系统的实验方法的示意 图。 图中:1交流电网,2陪试系统,3直流电源,4直流母线,5被试系统,6第一电容储能 装置,7第二电容储能装置。
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