專利名稱：城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有軌車輛運行能源的供給技術，特別涉及城市公交有軌車輛復合式智能供電系統(tǒng)。
背景技術：
由電力驅動的城市公交有軌車輛，其傳統(tǒng)的供電方式一般有兩種。一種是采用外電源集中供電方式，即建設大型專用主變電站和專用牽引/降壓變電所，主變電站將從城市電網(wǎng)接入的高壓電變成中壓電輸出，經(jīng)過開閉所輸入到若干專用牽引/降壓變電所，進行變壓整流成城市有軌公交車輛用直流電，再通過專用架空的接觸網(wǎng)或地上/面第三軌，為城市有軌公交車輛提供驅動動力。另一種是采用外電源分散供電方式即建設專用牽引/降壓變電所，從城市電網(wǎng)沿線的變電所直接輸出中壓電能，經(jīng)過開閉所輸入到若干專用牽引/降壓變電所，進行變壓整流成城市有軌公交車輛用直流電，再通過專用架空接觸網(wǎng)或地上/面第三軌，為城市有軌公交車輛提供驅動動力；此供電方式須城市電網(wǎng)沿公交線路的變電所具有足夠的備用容量，才可滿足城市有軌公交系統(tǒng)對中壓電源引入數(shù)量和容量的要求。上述的供電方式存在以下弊端一、城市有軌公交車輛運行需要從城市電網(wǎng)大功率取電，對電網(wǎng)的干擾大，影響電網(wǎng)上的其他用戶正常使用；二、建設專用主變電站和若干牽引/降壓變電所等工程，建設與維護成本較高；三、取用由煤炭、石油、天然氣等轉化而來的城市電網(wǎng)電能，等同于消耗大量的不可再生資源；四、須空中架設專用接觸網(wǎng)為有軌公交車輛供電，有礙城市景觀；五、無法合理使用城市電網(wǎng)處于用電低谷時的富余電能。因此，如何克服當前電驅動城市公交有軌車輛供電方式的不足之處，一直是業(yè)內長期探索、但尚未解決的問題。申請人:于2012年4月26日向國家知識產(chǎn)權局申請了“新能源有軌公交營運系統(tǒng)”(譯名為New Energy Rail Transit,簡稱ERT)的發(fā)明專利。該專利申請，除闡明ERT系統(tǒng)是在已有的快速公交系統(tǒng)(簡稱BRT)相關技術特征的基礎上，再吸取融入輕軌或現(xiàn)代超級有軌電車交通等基本技術特征外，還重點突出了新能源技術。所述的新能源技術，是采用無污染、尾氣零排放的電能；特別是還包括設置有車載電源無線供電裝置；專用公交車站站臺設有地面充電站。所述車載電源無線供電裝置由車載超級電容儲能裝置，或車載高能蓄電池組儲能裝置，或車載超級電容與高能蓄電池組復合儲能裝置構成。此外，該“新能源”還提出了在有軌公交專用車站設置連接地面充電站的太陽能發(fā)電裝置等技術方案。該專利申請的技術方案經(jīng)立項，局部初試、檢測，驗證了車載電源無線供電裝置所獲取的電能，其中30%來自于太陽能發(fā)電裝置，還有70%的電量仍須依賴城市電網(wǎng)供電，才能保障有軌公交車組的正常運行。為了最大限度地降低城市有軌公交運行從城市電網(wǎng)獲取的輸出電能量值，申請人認為有必要對城市有軌公交運行的供電系統(tǒng)進行深入研究，提出更為具體詳盡的技術措施，以盡可能減少有軌公交對城市電網(wǎng)的依賴性
發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，目的在于使城市有軌公交運行最大程度優(yōu)先利用太陽光輻射轉化而成的電能，同時充分回收利用有軌公交車輛所產(chǎn)生的各種制動能量，以減少有軌公交車輛對城市電網(wǎng)電能的需求，并盡可能使用城市電網(wǎng)用電低谷時段富余的電能，從而多措并舉，使新能源有軌公交營運系統(tǒng)(ERT)朝著綠色、智能、經(jīng)濟、可持續(xù)的方向發(fā)展，順應低碳環(huán)保的世界潮流。本發(fā)明的技術解決方案
本發(fā)明所稱供電系統(tǒng)，包括“新能源有軌公交營運系統(tǒng)”已提出的在專用公交車站臺設有充電站及站臺太陽能發(fā)電裝置、和車載電源無線供電裝置，車體下部設有的伸縮式自動受電臂，站臺充電站設有站臺儲能裝置等技術方案。而該供電系統(tǒng)還包括設置由站臺太陽能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設車體太陽能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設制動能回收裝置供電的C子系統(tǒng)。所述A子系統(tǒng)中設有站臺智能控制裝置；所述B子系統(tǒng)與C子系統(tǒng)之間設有車載智能控制裝置。本發(fā)明的進一步技術解決方案
所述的A子系統(tǒng)，由站臺太陽能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)站臺直流升壓充電裝置輸入至充電站儲能裝置；城市電網(wǎng)普通電源輸出電流，經(jīng)逆變充電裝置成為直流電，輸入至充電站儲能裝置；站臺直流升壓充電裝置與逆變充電裝置共同連接有充電站智能控制裝置；充電站儲能裝置的輸出端連接大功率充電裝置輸入端。所述站臺太陽能發(fā)電裝置為太陽能光伏發(fā)電裝置；所述的站臺設有的充電站內設有多個串聯(lián)的站臺儲能裝置。所述的B子系統(tǒng)，由車載太陽能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)車載直流升壓充電裝置，輸入車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置。所述的C子系統(tǒng)，車輛驅動電機所產(chǎn)生的制動能，經(jīng)制動能回收裝置轉化成電能，并輸入至車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置；所述制動能回收裝置與車載直流升壓充電裝置共同連接有車載智能控制裝置。本發(fā)明的有益效果
(一)本發(fā)明優(yōu)化集成多種可供利用的電能，即優(yōu)先儲存并使用太陽能發(fā)電裝置的電能，使車載電源無線供電裝置所獲取的太陽能發(fā)電能，從30%提高到50-60% ;使充分回收利用車輛運行產(chǎn)生制動能轉化的再生電能達到20-30% ;還有少量不足部分，則取用城市電網(wǎng)用電低谷時段輸出的小功率均衡穩(wěn)態(tài)富余電能，且通過智能控制裝置將上述各種渠道來源的電能之間實現(xiàn)智能化調節(jié)使用，科學合理地對城市有軌公交車輛進行充足供電，不僅可滿足新能源有軌公交的正常運行，而且最大限度降低了城市有軌公交從城市電網(wǎng)獲取的用電量，并可減少在城市電網(wǎng)用電低谷期的電能浪費；有效降低了新能源有軌公交營運系統(tǒng)(ERT)的運行成本。(二)本發(fā)明取代了現(xiàn)有城市軌道交通傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)，無須建設專用的主變電站和/或若干專用牽引/降壓變電所，顯著降低城市有軌公交建設變電站、變電所的工程資本和相應的運營成本；
(三)本發(fā)明的“車載動力電源，無線/軌供電運行”新模式，取消了現(xiàn)有有城市軌道交通線路上方的架空接觸網(wǎng)，或地上/面第三軌和車頂上的“大辮子”，解決了原弓網(wǎng)供電?！な絿乐赜绊懗鞘芯坝^的難題。
附圖I為本發(fā)明復合式智能供電系統(tǒng)的連接框圖。
具體實施例方式如圖所示，
本發(fā)明供電系統(tǒng)的A子系統(tǒng)，在專用公交車站站臺設有充電站1，站臺上方的太陽能光伏發(fā)電裝置輸出的電能，經(jīng)站臺直流升壓充電裝置升壓；城市公共電網(wǎng)輸出的電能，經(jīng)逆變充電裝置轉換成直流電，在兩者電流輸入充電站的內置儲能裝置之前，通過站臺智能控制裝置調節(jié)控制。此處所述的站臺智能控制裝置，可控制太陽能發(fā)電裝置輸出電能適時、優(yōu)先輸入到充電站內置的站臺儲能裝置；當太陽能發(fā)電裝置提供的電能不足時，站臺智能控制裝置可根據(jù)太陽光的強弱，自動控制城市電網(wǎng)以小功率連續(xù)均衡穩(wěn)態(tài)的方式輸出電能，經(jīng)逆變充電裝置將交流電轉換為直流電，補充輸入到充電站內置的站臺儲能裝置；站臺智能控制裝置還根據(jù)站臺儲能裝置的容量和已存儲量，自動調節(jié)夜間城市電網(wǎng)用電低谷時段富余電能的輸出量。所述充電站可根據(jù)站臺太陽能發(fā)電裝置的規(guī)格和規(guī)模，及城市有軌公交日耗電總量，串聯(lián)設置I-N個站臺儲能裝置，以便為城市有軌公交車輛快速充電備足電能。所述的充電站內置儲能裝置或為超級電容裝置，或為高能蓄電池裝置，或為超級電容與高能蓄電池復合裝置。本發(fā)明供電系統(tǒng)的B子系統(tǒng)，是在有軌公交車輛上，設置有太陽能發(fā)電裝置，其電能輸入車載電源無線供電裝置2的車載儲能裝置，該車載儲能裝置或為超級電容裝置，或為高能蓄電池裝置，或為超級電容與高能蓄電池復合裝置。本發(fā)明供電系統(tǒng)的C子系統(tǒng)，是在有軌公交車輛上，設有車載制動能量回收裝置，將車輛采用電制動實施制動減速、制動停車時產(chǎn)生的動能轉化為電能，回收并輸入到車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置。本發(fā)明所稱的有軌公交車輛的電動機，由車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置供電。有軌公交利用車輛停靠站臺時乘客上下的短暫間隙，通過車輛下部設有的自動伸縮受電臂，接受站臺充電站儲能裝置輸出的電能，使電動機獲得源源不斷的電能，驅動車輛運行。綜上，本發(fā)明為“新能源有軌公交營運系統(tǒng)”(ERT)提供了清潔而廉價能源，為解決城市交通所面臨的重污染、高能耗、高投入的問題具有積極意義，可實現(xiàn)新能源有軌公交營運系統(tǒng)綠色、智能、經(jīng)濟用電，完全能達到了預期的發(fā)明目的。
權利要求
1.城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，包括在公交車站臺設有充電站及站臺太陽能發(fā)電裝置、和車載電源無線供電裝置，車體下部設有的伸縮式自動受電臂，站臺充電站設有站臺儲能裝置，其特征在于該供電系統(tǒng)還設置由站臺太陽能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設車載太陽能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設制動能回收裝置供電的C子系統(tǒng)；所述A子系統(tǒng)中設有站臺智能控制裝置；所述B子系統(tǒng)與C子系統(tǒng)之間設有車載智能控制裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的A子系統(tǒng)，由站臺太陽能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)站臺直流升壓充電裝置輸入至充電站儲能裝置；城市電網(wǎng)普通電源輸出電流，經(jīng)逆變充電裝置成為直流電，輸入至充電站儲能裝置；站臺直流升壓充電裝置與逆變充電裝置共同連接有充電站智能控制裝置；充電站儲能裝置的輸出端連接大功率充電裝置輸入端。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述站臺太陽能發(fā)電裝置為太陽能光伏發(fā)電裝置。
4.根據(jù)權利要求I所述的城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的站臺充電站設有多個串聯(lián)的站臺儲能裝置。
5.根據(jù)權利要求I所述的城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的B子系統(tǒng)，由車載太陽能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)車載直流升壓充電裝置，輸入車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置。
6.根據(jù)權利要求I所述的城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的C子系統(tǒng)，是車輛驅動電機所產(chǎn)生的制動能，經(jīng)制動能回收裝置轉化成電能，并輸入至車載電源無線供電裝置的車載儲能裝置；所述制動能回收裝置與車載直流升壓充電裝置共同連接有車載智能控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種城市有軌公交車輛復合式智能供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)設有站臺充電站及站臺太陽能發(fā)電裝置、和車載電源無線供電裝置。還設置由站臺太陽能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由車輛所設車載太陽能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由車輛制動能轉化供電的C子系統(tǒng)。所述系統(tǒng)中設有站臺智能控制裝置、車載智能控制裝置。本發(fā)明優(yōu)化集成多種電能，優(yōu)先儲存使用太陽能發(fā)電能；充分回收制動能轉化的電能；補充儲存電網(wǎng)用電低谷時段的富余電能，并將各渠道來源的電能實現(xiàn)智能化調節(jié)，科學合理地使新能源城市有軌公交具有綠色、智能、經(jīng)濟、可持續(xù)的發(fā)展優(yōu)勢。
文檔編號H02J3/28GK102910090SQ20121037123
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者唐金成 申請人:江蘇中輛科技有限公司