双向变流型再生电能吸收利用系统研究
地铁供电系统逆变回馈型再生能量吸收装置应用方案研究
地铁供电系统逆变回 馈型再生能量吸收装置应用方案研究
许 龙
武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ） （ 中铁 第 四 勘察 设 计 院集 团有 限 公 司 电 化 处
【 摘
要 】 地铁 车辆依 靠 牵 引供 电 系统提 供 电能作 为动 力 ， 由于车辆 频繁 的制动 ， 产生 的再生 制动 能量 十
ＡＹ ＳＵＲＶＥＹ ＡＮＤ ＤＥ ＳＩ ＧＮ 电 系 统逆 变 回馈 型再 生 能量 吸 收 装 置 应 用 方 案 研 宄
许
龙
令
逆变 回馈 性再生 能量 吸收装置在 中压 ３ ５ ｋ Ｖ￣ ， ｑ
２ 并 网方式
逆 变 回馈 再生制 动 装置 典型 的并 网方 式 主要包 括低 压侧 接 入 （ ４ ０ ０ Ｖ侧 接 入 ） 、 整 流变 低压 侧 接入 （ １ １ ８ ０ Ｖ接入 ）以及 高压侧 接入 （ ３ ５ ｋ ｖ 侧接 入 ） Ｈ 。
０引 言
随着 我 国经 济 的快速 发展 ， 城 市轨道 交通 也处 于 一 个快 速 发展 的时 期 。众 所 周知 城 市轨 道 交通 列 车依靠 电能提 供动 力 ， 而 在城市 轨道 交通运 营 中 电力消耗 成本约 占整个 运 营成本 的 ４ ０ ％以上 ， 因此
１ 工 作 原 理
（ １ ） １ １ ８ ０ Ｖ 侧 并网 １ １ ８ ０ Ｖ侧 并 网方 式接线 原 理 图如 图 ３所示 ， 其 电阻能 耗装置 可 取消 。
并 网， 相 较于 在整流 变低压 侧并 网方式 而言最 大 的
优点在 于其 回馈 能量不 受任何 限制 ， 但 由于 该并 网 方式 需要新 增 中压变 压 器 ， 装 置体 积 较大 ， 成本 较 高， 且 对系 统可 靠性 有一 定 的负面 影 响 。
AC-DC双向变换器的研究现状
AC/DC双向变换器的研究现状
AC/DC双向变换器是由AC-DC、DC-AC两类基本的变换器组合形成，AC-DC变换器的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备，可称为整流器。
DC-AC 变换器则是将直流电转化成交流电，可称为逆变器。
整流器是一个整流装置，有两个主要功能：第一，将交流电变成直流电，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。
因此，它同时又起到一个充电器的作用。
AC-DC变换按电路的接线方式可分为半波电路、全波电路以及桥式电路；按交流电源输入相数可分为，单相、三相及多相整流；按电路工作象限分为：一象限、二象限、三象限、四象限；按电路中使用的电力电子器件分为：相控电路、不可控整流电路、PWM整流电路。
如果需要改变直流的输出电压，能够采用的方案有:相控整流、斩波方案、高频调制技术。
DC-AC变换器的发展分为三个阶段：传统发展，高频化新技术、软开关技术降损耗，先后出现了多种技术形式，如方波逆变、阶梯波合成逆变、脉宽调制、低频环节逆变、高频环节逆变、软开关逆变等。
传统DC-AC变换器使用低频环节逆变技术，其中包括方波逆变器、阶梯波合成逆变器和正弦脉宽调制SPWM逆变器。
低频环节逆变技术存在许多缺点，故可变高频环节逆变技术的概念于1977年被提出。
该系统简单适应换流、高频电气隔离、独立的有功能量和无功能量控制、固有象限工作能力。
按功率传输方向，高频环节逆变技术分为：单向型，双向型；按功率变换器的类型，高频环节逆变技术分为：电压源，电流源。
随着科学发展，高频环节逆变技术会逐渐取代低频，朝着更高功率密度、更高变换效率发展，具有更广泛的应用发展前景。
大功率双向逆变效率-概述说明以及解释
大功率双向逆变效率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述双向逆变器是一种电力转换器件，能够将直流电能转换为交流电能，并且能够实现电能在两个方向上的双向流动。
它在现代能源系统中具有广泛的应用，特别是在可再生能源和储能系统中扮演着重要的角色。
传统的单向逆变器只能实现将直流电能转换为交流电能，而双向逆变器在此基础上增加了一个关键的功能：能够将交流电能转换为直流电能。
这意味着，它不仅可以将电能从电池等直流电源中提取出来用于供电，还可以将多余的交流电能转换回直流电能并存储起来，以备以后使用。
这种双向能量流动的特性使得双向逆变器成为了可再生能源和储能系统的核心组件。
大功率双向逆变器的设计考虑与传统单向逆变器相比更为复杂。
首先，由于大功率逆变器需要承受更高的电流和电压，所以在设计时需要考虑其电气特性和散热问题。
其次，对于双向逆变器来说，能量的双向流动需要确保在两个方向上都能实现高效的转换。
因此，提高大功率双向逆变器的效率成为了一个重要的研究方向。
本文将重点探讨大功率双向逆变器的效率问题。
首先，我们将介绍双向逆变器的基本原理，包括其工作原理和关键技术。
然后，我们将分析大功率双向逆变器设计中需要考虑的几个关键因素，如功率损耗、电流和电压的控制等。
最后，我们将讨论提高大功率双向逆变器效率的方法，包括优化拓扑结构、改进开关器件和控制策略等。
通过对大功率双向逆变器效率的深入研究，我们可以更好地理解其工作原理和设计原则，并为今后的大功率双向逆变器设计和应用提供有益的参考。
同时，提高大功率双向逆变器的效率也将对可再生能源和储能系统的可持续发展产生积极的影响。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架和章节安排。
在本文中，文章结构为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要介绍了文章的背景和目的。
在这一部分，我们会对大功率双向逆变效率进行概述，并简要介绍本文的结构。
正文部分是文章的核心内容，它包括了双向逆变器的基本原理和大功率双向逆变器的设计考虑。
双重移相控制的双向全桥DCDC变换器及其功率回流特性分析
双重移相控制的双向全桥DCDC变换器及其功率回流特性分析一、本文概述本文旨在对双重移相控制的双向全桥DCDC变换器进行深入研究，并探讨其功率回流特性。
随着电力电子技术的快速发展，DCDC变换器作为能源转换与管理的核心组件，广泛应用于电动汽车、可再生能源系统、数据中心等众多领域。
其中，双向全桥DCDC变换器因其高效率、高功率密度和灵活的能量双向流动特性而受到广泛关注。
双重移相控制策略作为一种先进的调制方法，能够有效优化双向全桥DCDC变换器的性能。
它通过独立控制两个桥臂的移相角，实现输出电压和电流的精确调节，同时提高变换器的整体效率。
然而，双重移相控制策略也带来了复杂的功率回流问题，即在变换器工作过程中，部分功率会在不同桥臂之间回流，导致能量损失和效率下降。
因此，本文将对双重移相控制的双向全桥DCDC变换器的功率回流特性进行深入分析。
我们将建立变换器的数学模型，明确功率回流产生的机理和影响因素。
然后，通过仿真和实验验证，研究功率回流对变换器性能的影响程度，并提出相应的优化措施。
我们将总结双重移相控制策略在双向全桥DCDC变换器中的应用前景，为相关领域的研究和实践提供参考。
二、双重移相控制的双向全桥DCDC变换器基本原理双重移相控制的双向全桥DCDC变换器是一种高效、灵活的电能转换装置，能够实现双向的电能传输和功率回流。
其基本原理在于通过两个独立的移相控制策略，分别控制全桥变换器的两个桥臂，从而实现输入与输出之间的电压和电流的灵活调节。
变换器由两个全桥电路组成，每个全桥电路包括四个开关管，通过控制开关管的通断状态，可以实现电能的输入和输出。
双重移相控制策略则通过独立控制两个全桥电路的移相角，实现电能的高效转换。
在功率回流过程中，双重移相控制策略可以有效地调整回流电流的大小和方向，从而实现功率的高效回流。
具体而言，当变换器工作在逆变状态时，通过调整移相角，可以控制回流电流的大小和方向，使其与输入电流相匹配，从而实现功率的高效回流。
双向DC-DC变换器研究
双向DC-DC变换器摘要：双向DC/DC变换器是一种可以实现“一机两用”的设备，可用其得到能量的双向传输，并且在有些需要能量双向流动的场合，双向DC/DC变换器可大幅度减轻系统的体积、重量以及成本价值，有着重要的研究意义。
首先介绍的是双向DC/DC变换器的概念、应用场合以及其研究现状，并在此基础上分析了电压—电流型双向全桥DC/DC变换器；Buck充电模式时，高压侧开关有驱动信号，低压侧开关管驱动信号封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电压型全桥结构；Boost放电模式时，低压侧开关管有驱动信号，高压侧开关管驱动信后封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电流型全桥结构。
然后，分别对buck充电模式和boost放电模式的工作原理进行了分析。
最后利用Proteus软件分别对buck充电模式和boost放电模式的开环和闭环进行了仿真，给出了各部分的波形图，最后得出的仿真结果和理论一致。
关键词：双向DC-DC变换器 Buck充电模式 Boost放电模式目录前言 (3)1.方案论证 (4)1.1方案一 (6)1.2 方案二 (6)1.3 方案选择 (7)2.电路设计和原理 (7)2.1 5V电压源电路设计 (7)2.2 0.1s (8)2.2.1 引脚及功能表 (9)2.2.2 (10)2.3 计数电路设计 (11)2.4电路设计 (13)2.5显示电路设计 (14)2.6控制电路设计 (15)3.软件仿真调试 (15)3.1 软件介绍 (15)3.2 调试步骤及方法 (16)4.故障分析及解决方法 (17)5.总结与体会 (18)附录： (20)A、总体电路图 (20)B、元器件清单 (20)C、元器件功能与管脚 (21)D、参考文献 (24)前言当您电池的最后一焦耳电能被耗尽时，功耗和效率就将真正呈现出新含义。
以一款典型的手机为例，即使没有用手机打电话，LCD屏幕亮起、显示时间及正在使用的网络运营商等任务也会消耗电力。
轨道交通双向变流式牵引供电系统研究
1.3
系统网络结构及监控平台
工业计算机监控平台所发出的控制命令由以太
网传输到每个 PWM 整流器单元，同时通过以太网向
计算机传输每个 PWM 整流器单元所采集的数字信
号与模拟量，采用计算机监控平台内的对应软件及
时处理与呈现 [22-24] ，系统的网络结构如图 4 所示。
的有效降低，并且电流谐波含量降低的效果会随着
[16]
此技术中并联单元数量的增多而提升 。
2）降低谐波机理
以并联两个 PWM 整流器单元为例，降低 C 相电
图2
错时矢量调制技术原理图
参考电网电压过零点，以特定时间 Ts/M 分别错
开 M 个整流器单元采样点，每个单元依旧以传统两
电 平 PWM 整 流 器 矢 量 调 制 方 式 为 依 据 实 行 控 制 。
矢量调制技术是 ISVM 技术的根本，ISVM 技术通过
图4
数个单元彼此间的配合实现系统整体电流谐波含量
摘要：针对不同运行情况下电流谐波效果不显著、电压与电流不稳定，且双向流动浪费能源的问
题，提出一种轨道交通双向变流式牵引供电系统。设计包含数个三相电压型 PWM 整流器单元并
联的双边供电系统主电路结构，单 PWM 整流器单元控制策略引入电流前馈解耦控制算法，去除三
相电流彼此间的耦合，实现对整流器单元各相电流的单独控制。多 PWM 整流器单元并联控制策
关键词：轨道交通；双向变流；牵引供电；错时矢量调制；谐波含量
中图分类号：TM464
文献标识码：A
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2021.09.017
文章编号：1674-6236（2021）09-0080-05
双向储能变流器pcs的三种工作模式：并网、离网以及混合模式
双向储能变流器pcs的三种工作模式：并网、离网以及混合模式储能系统是电力生产过程中一个重要组成部分。
储能系统可以有效地进行削峰平谷，平滑负荷，促进可再生能源的应用；可以调峰调频，提高电力系统运行稳定性；可以有效的利用电力设备，降低供电成本。
储能系统对智能电网的建设具有重大的战略意义。
双向储能变流器pcs是电网与储能装置之间的接口，适用于需要动态储能的应用场合（并网系统、离网系统和混合系统），在电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能变流后向电网输出，或在微网中作为主电源支撑微网运行。
双向储能变流器pcs产品用于储能系统中，通过与储能组件与公共电网连接，在电网负荷低谷期，将电网中的交流电能转换成直流电能，给储能组件充电，在电网负荷高峰期，又将储能组件中直流电能转换满足电网要求的交流电能，回馈到公共电网中，起到削峰填谷的功能。
保证电网的正常运行。
以双向变流为基本特点，能够应用在并网和离网等场合，具有一系列特殊性能、功能的变流器。
实现储能与电网的柔性接口，适合智能电网建设。
储能变流器的工作原理是交、直流侧可控的四象限运行的变流装置，实现对电能的交直流双向转换。
该原理就是通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。
PCS采用双闭环控制和SPWM脉冲调制方法，能够精确快速地调节输出电压、频率、有功和无功功率。
双向储能变流器pcs可以通过快速的电能存储来响应负荷的波动，吸收多余的能量或补充缺额的能量，实现大功率的动态调节，很好地适应频率调节和电压功率因数的校正，从而提高系统运行的稳定性。
双向储能变流器pcs的工作模式分为并网模式、离网模式和混合模式。
1.并网模式并网模式下包括充电功能和放电功能，此时用户可以选择自动模式和手动模式。
在自动模式下，如果用户选择并网充电或放电状态，储能逆变器将以之前设定好的值对蓄电池进行充电或放电。
在手动模式下，用户可以通过手动修改充电或放电电流、电压和时间值，使储能逆变器工作在设定的充电或放电状态。
双向DCDC变换器研究毕业设计
1.3 双向 DC/DC 变换器的现状和发展
1.3.1双向直流变换器的现状
20世纪80年代初，为减轻人造卫星太阳能电源系统的体积和重量，美国学者提出用Buck/Boost型双向DC/DC变换器代替蓄电池充电器和放电器。此后人们对人造卫星用蓄电池调节器进行了深入研究，并使之进入了实用阶段。
双向直流变换器按开关转换条件，也可分为硬开关和软开关两类。
桥式直流变换器有两类：一类是由双电压源型桥式直流变换器构成，主变压器两侧电路结构对称；一类是由电压源型桥式直流变换器和电流源型桥式直流变换器构成。这两种桥式变换器均可具有软开关特性。控制方式有两种：①变压器两侧开关管相移控制, 变压器有等效电感，通过控制两侧变换单元之间的相位关系来调节两个电源之间的能量传输大小和方向；②只对变压器一侧开关管进行控制，来调节向另一侧传递能量的大小，另一侧开关管用其反并联二极管整流，工作原理类似单向直流变换器。
This paper first introduces the concept of bi-directional DC / DC converter applications, as well as the status quo, and on this basis, the advantages and disadvantages of the voltage of a current bi-directional full-bridge DC / DC converter;Buck mode, the high pressure side switch tube drive signals, the low pressure side of the switch drive signal blockade, the only power switch body diode rectifier;The circuit for voltage full-bridge structure.Boost mode, the low voltage side switching possession of the drive signal, the high pressure side of the switch drive signal blockade, only the power switch body diode rectifier; the circuit for current-mode full-bridge structure.
基于双向反激变换器的电池均衡电路研究
基于双向反激变换器的电池均衡电路研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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2014哈工大继续教育电气专业(可再生能源中能源变换与再生技术)心得体会
可再生能源系统中的电能变换与控制技术——学习心得通过这段时间对可再生能源系统中的电能变换与控制技术的学习让我了解到，能源是人类经济及文化活动的动力来源。
在20世纪的一次能源结构中，主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。
经过人类数千年，特别是近百年的消费，这些化石能源己近枯竭。
随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，未来世界能源消费量将持续增长，世界上的化石能源消费总量总有一天将达到极限。
此外，大量使用化石燃料已经为人类生存环境带来了严重的后果。
目前由于大量使用矿物能源，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染。
如果不加控制，温室效应将融化两极的冰山，这可能使海平面上升几米，人类生活空间的四分之一将由此受到极大威胁。
当前人类文明的高度发达与地球生存环境的快速恶化己经形成一对十分突出的矛盾。
它向全世界能源工作者提出了严峻的命题和挑战。
针对以上情况，开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展的能源结构是人类必须采取的措施，使以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的能源结构。
了解到几种主要的可再生能源发电系统：一.发电系统1. 光伏发电系统光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
图1-1是一个太阳能光伏并网发电系统示意图。
该系统由太阳能、光伏阵列、双向直流变换器、蓄电池或超级电容和并网逆变器构成。
光伏阵列除保证负载的正常供电外，将多余电能通过双向直流变换器储存到蓄电池或超级电容中;当光伏阵列不足以提供负载所需的电能时，双向直流变换器反向工作向负载提供电能。
2. 风力发电系统风力发电按照风轮发电机转速是否恒定分为定转速运行与可变速运行两种方式。
按照发电机的结构区分，有异步发电机、同步发电机、永磁式发电机、无刷双馈发电机和开关磁阻发电机等机型。
风力发电运行方式可分为独立运行、并网运行、与其它发电方式互补运行等。
一种多制式再生制动能量吸收系统[发明专利]
![一种多制式再生制动能量吸收系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f91189dc67da26925c52cc58bd63186bceb9228.png)
专利名称：一种多制式再生制动能量吸收系统专利类型：发明专利
发明人：李根良,徐尧军,刘慧良
申请号：CN202111463494.3
申请日：20211202
公开号：CN113991746A
公开日：
20220128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多制式再生制动能量吸收系统，包括箱式变流箱、开关柜、滤波柜和斩波柜，箱式变流箱通过导线a与开关柜电连接，导线a上设置有隔离开关d，开关柜、滤波柜和斩波柜依次连接，且开关柜的输入端与直流侧相连。
通过将箱式变流箱通过导线a与开关柜连接，且导线a上设置有隔离开关d，当动车在城区运行时，工作人员就将隔离开关d断开，此时箱式变流箱不工作，动车制动时向电网回馈的能量通过开关柜、滤波柜和斩波柜将这部分能量消耗掉；当动车在远郊运行时，由于远郊采用交流供电，工作人员关闭隔离开关d，交流电整流为直流再通过开关柜、滤波柜和斩波柜将这部分能量消耗掉，从而通过一个系统就可以维持电网电压稳定。
申请人：重庆单轨交通工程有限责任公司,湖南恒创开拓电气有限公司
地址：400000 重庆市大渡口区建桥大道36号
国籍：CN
代理机构：成都市鼎宏恒业知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：郑晓明
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城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究
2021年2月城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用研究黄焕隆（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁530000）【摘要】针对当下越来越常见的城市轨道交通,本文在简述既有牵引供电系统优缺点的基础上,提出双向变流系统构成和优势所在,并对其在牵引供电系统中的实际应用进行深入分析,最后经试验得出该装置的应用能在满足各项使用功能要求的基础上节省大量能量的结论,旨在为城市轨道交通牵引供电系统设计和使用提供可靠参考借鉴。
【关键词】轨道交通;牵引供电;双向变流装置;节能降耗【中图分类号】U223【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2021）02-0333-02城市轨道交通以其速度快、运输能力强、噪声小、安全性高、乘坐舒适性好和节能环保等特点优势逐渐在我国各大城市得到广泛应用，成为解决日益加重的交通拥堵问题的有效举措。
就目前来看，大多数城市轨道交通都将二极管整流器作为直流牵引供电系统，在这种情况下，因能量传输只能实现单向流动，且无法控制输出特性，导致车辆制动后产生的能量被制动电阻大量消耗，这样除了会造成能量严重浪费，还会引发其他能耗问题，如隧道环境温度急剧升高，导致环控系统承担高负荷。
因此，针对这部分能量回收与再利用问题，是现阶段相关技术人员研究的重点。
在牵引供电系统中使用双向变流装置，能够在逆变状态下，使再生制动能量进入交流电网，避免直接被制动电阻消耗，以此实现节能降耗的目标；而在整流状态下，能够为车辆提供牵引所需的能量，使直流网压保持稳定。
同时，还能实现无功补偿，对中压电网实施无功补偿，起到提高功率因数的作用。
1牵引供电系统城市轨道交通直流牵引供电系统包括变电所与接触网，负责为车辆输送电能。
在该系统中，主要采用的是整流机组，虽具有成本低和使用成熟的优势，但存在以下缺点：①能量浪费问题比较严重。
该机组仅可以为车辆提供基本能量，再生制动能量将被制动电阻完全消耗，导致能量被严重浪费，并引发隧道环境温度大幅升高，环控系统产生二次耗能的状况；②直流输出电压产生较大波动。
电力系统中的双向电流变换技术
电力系统中的双向电流变换技术随着能源消耗的快速增长和新能源发电技术的迅速发展，电力系统正面临着一个全新的挑战：如何有效地管理能源的供需平衡，减少浪费并优化电力网络的能量传输。
为了解决这些问题，双向电流变换技术被广泛应用在电力系统中。
双向电流变换技术是一种能够实现电能流的双向变换的技术。
它可以将电力系统中的交流、直流电流进行转换，实现电能的双向传输。
这种技术最初主要应用于太阳能、风能等新能源发电系统中，以提高能源利用率。
但是，在近年来，随着人们对于能源管理的重视，双向电流变换技术在传统电力系统的改造中也被广泛运用。
为了更好的理解双向电流变换技术，我们需要先梳理一下电能的基本传输方式。
能量传输可以分为两个阶段：产生和使用。
电力系统中的电源产生电能，用户利用电能。
在电流传输中，产生和使用阶段是相互独立的。
电源产生的电能经过高压变电器转换为高压电流，从送电线路进入电网。
在到达用户之前，电压在变配电站中被降压转换为低压电流（220V或380V）。
电流从配电箱进入房屋，并在开关或其他设备中进行操作和控制，最终用于人们的生产和生活。
因此，双向电流变换技术主要关注于电流的传输，特别是在电能产生和使用阶段之间实现电流的双向变换。
在新能源发电系统中，太阳能和风能发电系统的最大难题是电流产生控制和电能储存。
双向电流变换技术可以控制电流的生产和使用，把过剩的电力储存在电池中，直到需要时再释放出来。
这种方法不仅可以提高能源利用率，还可以在电力系统中实现更长远的可持续发展。
除此之外，在传统电力系统中，双向电流变换技术也可以提高电力系统的稳定性，以及减少电力系统的能量损失。
通过双向电流变换技术，能够充分利用电力系统中的双向电能传输，优化电池的使用效率。
在电力系统中，电网之间需要进行能量传输和互换。
正常情况下，能量的流动通过高压和低压电流进行传输，容易导致电出现损失。
而双向电流变换技术可以通过在电压控制器中配置电流的流向，控制电量的流动方向和电量的大小，从而减少电力系统中的损失。
双向变流 工作原理
双向变流工作原理一、概述双向变流是指能够实现电能在两个方向上的转换和传输的技术。
传统的单向变流只能将直流电转换为交流电或反之，而双向变流则具备了逆变和变流两种功能，可以实现电能在不同方向上的流动。
双向变流技术在多个领域都有应用，包括电动汽车、光伏发电、电网储能等。
二、工作原理双向变流器由功率半导体器件、控制电路和滤波电路等组成。
通过控制电路对功率半导体器件的开关状态进行调节，实现电能的转换和传输。
1. 逆变过程在逆变过程中，双向变流器将直流电源的电能转换为交流电，并输出到负载端。
具体步骤如下：1.输入：直流电源通过母线输入到双向变流器。
2.拓扑结构：利用全桥逆变器的拓扑结构，将输入电压进行逆变处理。
3.控制策略：通过控制电路对四个功率半导体开关管的开关状态进行控制，实现逆变过程。
4.滤波：逆变后的交流电信号经过滤波电路消除谐波，得到纯净的交流电输出到负载端。
5.负载：交流电经过滤波后，可以直接供电给负载，如家庭用电器或电动机等。
2. 变流过程在变流过程中，双向变流器接收负载端的交流电，经过转换和调节，将其转换为直流电，以实现能量的回馈和储存。
具体步骤如下：1.输入：交流电源通过滤波电路输入到双向变流器。
2.拓扑结构：利用双向变流器的拓扑结构，将输入的交流电进行变流处理。
3.控制策略：通过控制电路对四个功率半导体开关管的开关状态进行控制，实现变流过程。
4.滤波：变流后的直流电信号经过滤波电路，消除谐波和纹波，得到稳定的直流电信号。
5.储能：经过滤波的直流电信号可以用于储能装置，如电池组、超级电容等，以实现电能的回馈和储存。
三、双向变流应用双向变流技术在许多领域都有广泛应用。
以下是几个常见的应用案例：1. 电动汽车双向变流技术可以用于电动汽车的充电和放电过程。
在电动汽车充电时，双向变流器可以将交流电转换为直流电，以供给电动汽车电池组充电；而在电动汽车放电时，双向变流器可以将电动汽车电池组的直流电转换为交流电，以供给车辆的电动机运行。
浅谈再生能馈设备的研究背景及设备分类
浅谈再生能馈设备的研究背景及设备分类目前，我国城市轨道交通牵引供电系统普遍采用二极管整流机组供电方式。
该供电方式存在着直流牵引网电压波动范围大、能量只能单向流动等缺点。
为解决这一问题，再生能馈装置应运而生。
现阶段，此装置共分为电阻消耗型、电容储能型、飞轮储能型、逆变回馈型四类，本文对此四类能馈装置的工作原理、运行现状等进行了简要的介绍，从稳定性、实用性等方面分析，逆变回馈型能馈装置为现我国市场现阶段的主流产品。
标签：再生能馈;逆变回馈;飞轮储能;超级电容一、研究背景目前，我国城市轨道交通牵引供电系统普遍采用二极管整流机组供电方式。
该供电方式存在着直流牵引网电压波动范围大、能量只能单向流动等缺点。
当列车刹车制动时，产生的制动能量如不能被附近列车吸收，便会使得牵引网电压飙升，导致列车再生制动能力降低甚至列车制动失效。
多年来，较为传统的作法是将这一部分制动能量通过车载电阻的方式消耗掉，如图1所示。
由于城市轨道交通列车的特殊性，具有列车行进站间距离短、起动及制动频繁等特点，列车安装车载制动电阻不但会将这部分能量白白消耗掉，造成能源的浪费;还会增加列车重量，从而影响载客量;与此同时，还会造成隧道的温升，增加环控风机负荷量，造成能量的二次消耗。
二、现市场主要再生能馈装置分类随着技术的进步及市场的扩大，目前，世界各地所广泛使用的再生能馈装置主要分为四大类，分别是：电容储能型、飞轮储能型、电阻能耗型及逆变回馈型。
（一）电阻能耗型电阻能耗型吸收装置是用电阻将多余的再生制动产生的能量消耗掉，从而达到稳定牵引网电压的作用。
但其实此型能馈装置的本质就是将从前列上上的车载电阻替换为站内的能馈电阻，不过也将从前车载电阻产生的热量集中在了变电站内，虽隧道不至于升温，但变电站内仍需安装专门的通风设备，将这部分热量带走，以保证其他设备的正常运行。
此型设备为能馈设备的第一代产品，虽有减轻列车重量，防止隧道升温，控制简单，减少闸瓦制动对闸瓦的损耗等优点，但不具备能量反馈功能，将列车制动能量白白消耗掉。
双向pcs工作原理
双向pcs工作原理
双向PCS（功率控制系统）是一种用于电力系统中的控制技术，它可以实现在电力系统中双向的能量转换和功率控制。
双向PCS通
常用于与可再生能源发电设备（如太阳能发电系统或风力发电系统）以及电力存储设备（如电池储能系统）配合使用，以实现电力系统
的稳定运行和优化能量利用。
双向PCS的工作原理涉及到其在电力系统中的两个主要功能，
逆变和变流。
在逆变功能中，双向PCS将直流电能（如太阳能电池
或储能电池输出的直流电）转换为交流电，以便将其注入到电力网
络中。
在变流功能中，双向PCS将来自电力网络的交流电转换为直
流电，以充电储能设备或者提供其他用电设备所需的直流电。
双向PCS的逆变功能通过控制功率半导体器件（如IGBT）的开
关状态来实现，这些半导体器件可以将直流电转换为交流电，并且
可以根据电网的要求来调节输出功率。
另一方面，变流功能也是通
过控制功率半导体器件的开关状态来实现，以实现将电网的交流电
转换为直流电，并且可以根据需要来控制充电或放电的功率。
双向PCS还包括了控制系统，用于监测电网的状态和需求，并
且根据这些信息来调节逆变和变流的操作。
这些控制系统通常包括了先进的电力电子技术和算法，以实现对电力系统的精确控制和优化。
总的来说，双向PCS的工作原理是基于先进的电力电子技术和控制系统，通过逆变和变流功能实现对电力系统中双向能量转换和功率控制的精确调节，从而实现电力系统的稳定运行和能量利用的最大化。
浅谈再生能量吸收装置在厦门地铁2号线的应用
浅谈再生能量吸收装置在厦门地铁2号线的应用发表时间：2020-04-07T13:45:51.440Z 来源：《基层建设》2019年第32期作者：杨嘉约[导读] 摘要：随着科技的进步和社会的发展，人们在节能减排、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，对有效利用城市轨道电动车组再生制动所产生的电能以减少城市轨道交通运营的用电量，同时改善城市轨道交通公共场所的环境是非常重要的。
厦门轨道交通集团有限公司福建厦门 361102摘要：随着科技的进步和社会的发展，人们在节能减排、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，对有效利用城市轨道电动车组再生制动所产生的电能以减少城市轨道交通运营的用电量，同时改善城市轨道交通公共场所的环境是非常重要的。
在牵引供电系统中对再生制动所产生的电能进行吸收、储存和再利用越来越受到人们的重视，也具有很大的意义。
关键词：城市轨道交通；再生装置；牵引供电系统；经济效益1 应用背景通过调研发现，地铁机车制动能量可达到牵引能量的30%以上，不能被吸收的部分占制动能量的40%左右，此部分只能白白消耗掉。
这不仅会带来隧道或站区的温升问题和空气质量的恶化问题，也额外增加了环控系统的负荷，导致地铁建设投资和运营成本的增加、能量的浪费。
如何对地铁机车制动能量进行有效利用已经成为地铁建设的一个重要课题，随着对地铁节能系统的研究深入，再生能量吸收装置的应用已经越来越成熟并得到广泛应用。
2 项目概况厦门市轨道交通2号线工程线路长度为41.6km，全部为地下线，共设置车站32座。
全线设置综合维修基地一座，停车场一座，主变电所两座，控制中心与1号线共用。
供电系统外电源采用集中供电方式，110/35kV两级供电电压等级。
在芦坑站附近设芦坑主变电所；在古地石站附近设古地石主变电所。
35kV中压供电网络采用双环网方式，牵引和降压混合供电网络，共设6个供电分区。
牵引供电采用DC1500V架空接触网馈电、走行轨回流的方式，全线设16座牵引变电所。
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用
城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用摘要：二极管整流机组通电是以往城市轨道交通牵引中的主要供电来源，但是这种供电方式易于造成资源的不必要浪费，对于实现我国的资源优化配置非常不利。
双向变流器的使用使得供电方式有了更多选择。
城市轨道交通中利用双向变流器和蒸馏机组混合供电的方式，能够提高供电效率，同时也能避免不必要的资源浪费。
本文结合我国城市轨道交通建设的实际，针对双向变流式供电系统展开研究。
关键词:城市轨道交通;双向变流式牵引供电；应用引言:城市轨道交通的建设事关城市经济的发展，也事关我国经济社会的发展。
双向交流式牵引供电系统作为其中的关键技术，包含隔离、故障保护、电能转换等多种功能。
结合我国早期的城市轨道交通建设来看，二极管整流机组最主要的输电方式，但是在传送过程中消耗了大量的制动能量，对我国经济社会的发展非常不利。
对输电系统中的供电系统进行完善和优化成为轨道交通建设中的重点。
1.双向变流器的概述双向变流器本质上就是一个整流器，能够通过电压闭环的相关控制装置，实现能源的双向流动，具有很强的适应性。
这也是其在城市轨道交通中广泛应用的前提，该系统将电压和电流的控制变成一个动态变化的过程，在很大程度上满足了城市轨道交通发展需求，但是在技术层面还有很多有待攻关的难题。
1.双向变流器挂网实施在挂网实施的过程中需要对多项因素进行把握：首先就是相关技术设备的安装和施工，不能影响变电所内设备的正常运转；其次就是采取合适的控制方式，实现整流机组和双向变流器的协调运行；最后就是处理好双向变流器正确操作逻辑和相关的保护问题。
（一）混合供电控制方式整流机组和双向变流器是混合供电控制中的关键。
想要实现这两种电力控制方式的有机统一，需要解决多种问题：首先就要顺应整流机组自然下垂的特性，采取合理的控制模式；其次就是要尽量避免整流电源之间能量环流的产生。
（二）操作保护逻辑操作保护逻辑的关键主要是实现对相关技术设备的有效控制，但是相关显示单元的具体组成较为复杂，包括大量的仪器，指示灯和触摸屏。
双向变流器在城市轨道交通供电系统中的应用
双向变流器在城市轨道交通供电系统中的应用王毛;郑月宾;宋雷;杨雅银;辛红东;何俊文;梅桂芳【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2024(27)2【摘要】[目的]为了解决城市轨道交通供电系统存在的再生能量利用和网压波动大的问题,提出一种基于双向变流供电技术的牵引系统供电方案。
[方法]介绍了双向变流器的主电路拓扑及其运行逻辑;提出了独立供电和混合供电两种模式下的双向变流器控制特性,并设计了恒压和下垂相结合的外特性曲线;以徐州地铁2号线为例,进行了车辆段试车线单列车AW0(空载)牵引及制动工况下的独立供电和混合供电试验,以及正线12列车正常运行工况下的独立供电和混合供电试验,测试了列车运行性能指标和双向变流器性能指标。
[结果及结论]双向变流器可根据线路上的列车运行工况,自动、平滑地切换整流及逆变运行模式,与列车的牵引及制动工况自动适应。
采用双向变流供电能够显著改善列车网压的波动,避免网压低于1500 V的工况,改善了列车的牵引运行特性。
【总页数】6页(P58-62)【作者】王毛;郑月宾;宋雷;杨雅银;辛红东;何俊文;梅桂芳【作者单位】徐州地铁集团有限公司;西安许继电力电子技术有限公司;中铁十二局集团电气化工程有限公司;中铁第四勘察设计院集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】U231.8【相关文献】1.双向变流器应用于城市轨道交通供电系统的功能性验证2.城市轨道交通牵引供电系统双向变流器直流侧短路保护方案3.城市轨道交通双向变流器供电系统可靠性预计研究4.城市轨道交通双向变流器供电系统保护方案5.城市轨道交通供电系统中双向变流器功能验证因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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（ Ｈ ｕ ’ ｎ ａ ｎ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ￣Ｚ ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｈ ｕ ’ ｎ ａ ｎ ４ １ ２ ０ ０ ０ ）
点 ，最终得 出双 向变流 型再 生 电能吸收利用 系 统是 城 市轨道 交通 再生 能源利用 技术 中可 应用 的一 种更 为经济 、有效 的解决方 案 的结论 。 关键 词 ：城 轨交 通；再 生制 动
Ｂｉ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ Ｖａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ Ｆｌ ｏ ｗ Ｒｅ ｇ ｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖｅ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ａｂｓ ｏ ｒ ｐｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
研 究 与 开 发
双 向变流型 再生 电能吸收利用 系统研 究
张灵 芝
（ 湖 南铁４ １ ２ ０ ０ ０）
摘要 本 文 主要针 对城 市轨道 交通 系统研 究一种新 的再 生制 动 能源 利用 技术——双 向变流 型
再 生电能吸 收利 用系 统，即整流装 置本身 既是整流器 又是 逆 变器 ，首先介绍该 装置 的原理 、结构 ， 讲 解 了系统 主要 三大功 能 即逆 变 回馈 功 能、整流 牵 弓 Ｉ 功 能和 稳压及 单位 功率 因数控 制功 能 ，重 点 分 析 了该 系 统 的外特性 、系 统保 护兼 容性 、 电网兼容 性 、系 统功 率 因数 、系 统效率 和系 统整体特
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ａ ｉ ｍｓ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｕｒ ｂ ａ ｎ ｒ ａ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｎ ａ ｎ ｅ ｗｒ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ