端子正极和隔离开关QSl之间。隔离开关QSl用于实现双向DC/DC斩波柜与直流牵引网的隔离作用，平波电抗器L2用于抑制电压波动。
[0060]本实施例中，斩波单元I被安装在一个斩波柜中，直流隔离开关单元4被安装在一个直流隔离开关柜中，超级电容单元2则被安装在一个超级电容柜中。如图4所示，超级电容单元2由接触器Kl、放电电阻R2、接触器KM3及超级电容阵列组成，放电电阻R2、接触器KM3串联形成放电回路，处于常开状态的接触器KM3仅仅在需要对超级电容阵列放电时才闭合，放电回路和超级电容阵列并联连接后再通过串联接触器Kl后和外部电路相连。
[0061]综上所述，本实施例基于超级电容的储能型再生制动能量回收系统能在列车制动时，将制动能量通过双向DC/DC斩波器降压并储存在超级电容单元2中，当列车牵引启动时，能将超级电容单元2内储存的能量通过斩波单元I升压输出，供列车使用，并稳定直流母线电压，具有通用性强、灵活性高、可靠性高、体积小的优点，适用于目前国内地铁主流的DC1500V、DC750V直流牵引供电系统，而且高频化的双向DC/DC斩波模块能满足不同的功率要求，双向DC/DC斩波模块能实现热插拔，并能在一个或多个双向DC/DC斩波模块故障，且剩余的双向DC/DC斩波模块能满足功率要求的情况下继续正常运行，装置体积小、成本低。
[0062]实施例二:
[0063]本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为:直流牵引网为DC750V，步骤I)根据的直流牵引网配置两个双向斩波模块单元10的连接方式时，将两个双向斩波模块单元10手动配置为并联，其具体连接如图7所示。而且，由于两个双向斩波模块单元10手动配置为并联，因此两个超级电容单元2可以减少为一个；毫无疑问，也可以仍然和实施例一一样采用两个超级电容单元2来构建冗余的储能机构。
[0064]实施例三:
[0065]本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为:斩波单元I还包括用于将两个双向斩波模块单元10切换为串联或并联的网压适配开关12，因此步骤I)根据的直流牵引网配置两个双向斩波模块单元10的连接方式时，具体是通过操作网压适配开关12配置两个双向斩波模块单元10的连接方式。通过操作网压适配开关12可快速将双向斩波模块进行串并联，实现单台系统适配DCl500V制式、DC750V制式直流牵引供电系统的功能，减少系统成本，安装和调试更加简单快捷。
[0066]如图8所示，本实施例中网压适配开关12包括均为单刀双头的第一隔离开关QS2和第二隔离开关QS3，第一隔离开关QS2的活动触点连接到一个双向斩波模块单元10的电网侧连接端子的负极，第二隔离开关QS3的活动触点连接到另一个双向斩波模块单元10的电网侧连接端子的正极；第一隔离开关QS2的一个固定触点连接到直流牵引网的负极母线、另一个固定触点则和第二隔离开关QS3的一个固定触点连通，第二隔离开关QS3的另一个固定触点则连接到直流牵引网的正极母线。当直流牵引网的工作电压为DC1500V时，第一隔离开关QS2和第二隔离开关QS3均连接至#0位，此时两个双向斩波模块单元10被配置为串联；当直流牵引网的工作电压为DC750V时，第一隔离开关QS2连接至#1位、第二隔离开关QS3连接至#2位，此时两个双向斩波模块单元10被配置为并联。
[0067]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:包括斩波单元(1)、超级电容单元(2)、斩波控制模块和直流隔离开关单元(4)，所述斩波单元(I)包含两个双向斩波模块单元(10)，所述双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子通过直流隔离开关单元(4)和城轨的直流牵引网相连、电容侧连接端子和超级电容单元(2)并联连接，当直流牵引网为DC1500V时，两个双向斩波模块单元(10)串联连接；当直流牵引网为DC750V时，两个双向斩波模块单元(10 )并联连接，所述双向斩波模块单元(10 )包括一个或者一个以上并联连接的双向DC/DC斩波模块，所述斩波控制模块的输出端和双向DC/DC斩波模块的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述双向DC/DC斩波模块为三电平双向斩波电路，所述三电平双向斩波电路包括预充电电路(11)、支撑电容Cl和多条并联的双向DC/DC斩波支路，所述支撑电容Cl和双向DC/DC斩波支路并联连接，所述双向DC/DC斩波支路由飞跨电容Cd和均含反相并联二极管的四个IGBT单元组成，所述IGBT单元为小功率高频IGBT单元，所述四个IGBT单元串联成链状，链首的连接端a串联预充电电路(11)后连至电网侧连接端子的正极，链尾的连接端e同时连接至电网侧连接端子及电容侧连接端子的负极，该链中第二个IGBT单元和第三个IGBT单元之间的连接端c串接一个直流电抗器LI后连接至电容侧连接端子的正极，所述飞跨电容Cd的一端连接至该链中第一个IGBT单元和第二个IGBT单元之间的连接端b、另一端连接至该链中第三个IGBT单元和第四个IGBT单元之间的连接端d。
3.根据权利要求2所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述预充电电路(11)包括主接触器KMl、充电接触器KM2和充电电阻Rl，所述充电接触器KM2和充电电阻Rl串联连接后和主接触器KMl并联连接。
4.根据权利要求3所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子的正极和负极之间并联连接有第一隔离电容C2，所述双向斩波模块单元(10)的电容侧连接端子的正极和负极之间并联连接有第二隔离电容C3。
5.根据权利要求4所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述双向DC/DC斩波模块封装于活动拔插结构中，所述双向斩波模块单元(10)包括用于和活动拔插结构配合的固定拔插结构，所述活动拔插结构插设于固定拔插结构中。
6.根据权利要求5所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述斩波控制模块包括电压传感器(31)、参考电压模块(32)、第一比较器(33)、第一PI控制器(34)、选择器(35)、参考电流模块(351)、电流传感器(36)、第二比较器(37)、第二 PI控制器(38 )和PWM发生器(39 )，所述电压传感器(31)并联于双向DC/DC斩波模块的电容侧连接端子，所述电流传感器(36)串联于双向DC/DC斩波模块的电网侧连接端子的正极，所述第一比较器(33)的两个输入端分别与电压传感器(31)、参考电压模块(32)相连，所述第一比较器(33)的输出端和第一 PI控制器(34)相连，所述选择器(35)的两个输入端分别与参考电流模块(351)、第一 PI控制器(34)相连，所述第二比较器(37)的两个输入端分别和电流传感器(36)、选择器(35)的输出端相连，所述第二比较器(37)的输出端依次通过第二 PI控制器(38)、PWM发生器(39)和双向DC/DC斩波模块中各个IGBT单元的控制端相连。
7.根据权利要求1?6中任意一项所述的基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，其特征在于:所述斩波单元(I)还包括用于将两个双向斩波模块单元(10)切换为串联或并联的网压适配开关(12)，所述网压适配开关(12)包括均为单刀双头的第一隔离开关QS2和第二隔离开关QS3，所述第一隔离开关QS2的活动触点连接到一个双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子的负极，所述第二隔离开关QS3的活动触点连接到另一个双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子的正极；所述第一隔离开关QS2的一个固定触点连接到直流牵引网的负极母线、另一个固定触点则和第二隔离开关QS3的一个固定触点连通，所述第二隔离开关QS3的另一个固定触点则连接到直流牵引网的正极母线；所述直流隔离开关单元(4)包括隔离开关QSl和平波电抗器L2，所述双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子通过隔离开关QSl和城轨的直流牵引网相连，且平波电抗器L2串联于双向斩波模块单元(10)的电网侧连接端子正极和隔离开关QSl之间。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于超级电容的储能型城轨再生制动能量回收系统，包括斩波单元、超级电容单元、斩波控制模块和直流隔离开关单元，斩波单元包含两个串联或并联的双向斩波模块单元，双向斩波模块单元的电网侧连接端子通过直流隔离开关单元和城轨的直流牵引网相连、电容侧连接端子和超级电容单元并联连接，双向斩波模块单元包括一个或者一个以上并联连接的双向DC/DC斩波模块，斩波控制模块的输出端和双向DC/DC斩波模块的控制端相连。本实用新型能够将城轨再生制动能量回收和反馈，能够通用于常见的DC1500V/DC750V两种直流牵引网，具有通用性强、可靠性高、稳定性好、生产成本低、灵活度高的优点。
【IPC分类】B60L7-10, B60L1-00
【公开号】CN204547805
【申请号】CN201520238027
【发明人】陈广赞, 靳守杰, 贺文, 邹东, 张铁军, 陈雪, 刘兰, 张玉平, 易韵岚, 樊京路, 尹维恒, 彭秋波, 张小珍
【申请人】株洲时代装备技术有限责任公司, 广州市地下铁道总公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月20日