一种应用于巴铁的光伏系统 |
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| 申请号 | CN201710240372.5 | 申请日 | 2017-04-13 | 公开(公告)号 | CN107128317A | 公开(公告)日 | 2017-09-05 |
| 申请人 | 三峡大学; | 发明人 | 魏业文; 曹斌; 李应智; 刘国特; 邾玢鑫; 戴帅龙; | ||||
| 摘要 | 一种应用于巴 铁 的光伏系统，它包括巴铁车体，巴铁车体通过地面触轨供电，巴铁车体的每节车厢均设有 光伏发电 系统， 光伏发电系统 包括光伏 薄膜 ，光伏薄膜铺设在巴铁车体上表面和侧面，车厢上光伏薄膜与光伏薄膜之间并联。本 发明 能解决 现有技术 中巴铁地面触轨供 电压 力 大，造成安全性和 稳定性 受到严峻的考验的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种应用于巴铁的光伏系统，它包括巴铁车体(1)，巴铁(1)车体通过地面触轨(2)供电，其特征在于：所述巴铁车体(1)的每节车厢均设有光伏发电系统，光伏发电系统包括光伏薄膜(3)，光伏薄膜(3)铺设在巴铁车体(1)上表面和侧面，车厢上光伏薄膜与光伏薄膜之间并联。 |
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| 说明书全文 | 一种应用于巴铁的光伏系统技术领域[0001] 本发明涉及地面运输工具领域，特别是一种应用于巴铁的光伏系统。 背景技术[0002] 巴铁一号为中国自行设计研制、全面拥有自主知识产权的空中巴士，2016年8月在河北秦皇岛北戴河区进行了包括刹车距离、摩擦系数、耗电等，检验车和路、人和车的关系等多项试验。设计车厢内有55个座位，乘客区设有20根竖立扶手，满足高峰时段不同身高站立乘客的需求。 [0003] 巴铁作为一种新型的交通方式，它通常采用电力驱动，但是如果采用与有轨电车一样的供电方式。就需要进一步提高城市的限高标准，而且它对景观影响较大。而巴铁的供电方式采用的是地面触轨供电模式，而且供电的触轨与承重的钢轨安装在一起，这就和有轨电车的供电触轨设置不一样，安全性和稳定性受到考验。考虑到安全性能，巴铁上增光伏发电系统，可以提高供电的可靠性，减轻了底面触轨的供电的压力。同时，由于光伏电池怕阴冷，巴铁在运行过程中与太阳光照时，由于光照照射不均匀，存在“木桶效应”——所有电池的发电表现会向能力最低的那块看齐。 [0004] 申请号为201610543988.5的中国专利公开了一种巴铁车身与车轮的联接结构，它采用了大车轮，车轮的半径基本上等于巴铁下层镂空高度，取消了原立体快巴的支撑墙结构，支撑墙的刚度隐患可以彻底打消。但它并没有对巴铁采用的地面触轨的供电模式进行改进，因此，现有技术中巴铁地面触轨供电压力大，安全性和稳定性受到严峻的考验。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种应用于巴铁的光伏系统，它能解决现有技术中巴铁地面触轨供电压力大，影响系统的安全性和稳定性的技术问题。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： [0007] 一种应用于巴铁的光伏系统，它包括巴铁车体，巴铁车体通过地面触轨供电，巴铁车体的每节车厢均设有光伏发电系统，光伏发电系统包括光伏薄膜，光伏薄膜铺设在巴铁车体上表面和侧面，车厢上光伏薄膜与光伏薄膜之间并联。 [0008] 每节车厢上的光伏薄膜分为三个光伏薄膜模块，分别设置在巴铁车体上表面和两个侧面，3个光伏薄膜模块之间通过并联的方式，接在直流母线的两端。 [0010] 以每节车厢的三个光伏薄膜为一个光伏单元，形成至少1个光伏单元。 [0011] 光伏发电系统与储能装置连接。 [0012] 一种上述光伏系统的使用方法，它包括以下步骤： [0013] 1)通过地面触轨方式为巴铁动力系统供电，通过光伏发电系统给基本的照明和通信语音系统供电； [0014] 2)在地面触轨供电和光伏系统电正常的时候，通过动态功率分配方法，将动力系统和光伏系统合理化输出； [0015] 3)在地面触轨供电方式出现故障时，光伏发电系统通过三相逆变器并到动力系统线路上； [0016] 4)当发生故障和无光照时，储能装置可为正常照明和通信系统供电。 [0017] 在步骤3)中，当动力系统出现故障时，光伏模块中，第1，3，5，7......2k+1奇数次光伏模块通过光伏逆变器并网到动力线路系统中，第2，4，6，8....2k偶数次光伏模块为照明系统进行供电。 [0018] 采用上述结构，将光伏发电系统应用于新型的交通工具巴铁上，在巴铁的表面铺设一层光伏薄膜，形成光伏系统。通过合理的光伏模块的划分，减少了系统中电压的波动。同时，与动力系统配合使用，为巴铁提供了新的动力，实现了零排放，提高了巴铁的供电可靠性。 附图说明 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： [0020] 图1为本发明的整体结构示意图； [0021] 图2为本发明中光伏单元结构图； [0022] 图3为本发明中光伏单元等效原理图； [0023] 图4为本发明中巴铁的供电流程图； [0024] 图5为本发明中动态功率分配法； [0025] 图6为本发明中动力故障供电图。 具体实施方式[0026] 如图1所示，一种应用于巴铁的光伏系统，它包括巴铁车体1，巴铁1车体通过地面触轨2供电，巴铁车体1的每节车厢均设有光伏发电系统，光伏发电系统包括光伏薄膜3，光伏薄膜3铺设在巴铁车体1上表面和侧面，车厢上光伏薄膜与光伏薄膜之间并联。 [0027] 每节车厢上的光伏薄膜分为三个光伏薄膜模块，分别设置在巴铁车体1上表面和两个侧面，3个光伏薄膜模块之间通过并联的方式，接在直流母线的两端。 [0028] 所述光伏薄膜模块包括两个旁路二极管D1、D2和一个阻塞二极管DC。 [0029] 以每节车厢的三个光伏薄膜为一个光伏单元，形成至少1个光伏单元；将光伏薄膜进行合理区域划分，在一定程度上避免了因外界环境造成的光伏的“木桶效应”，减少在系统中电压的波动，提高了光能的利用率，彻底实现零排放，同时又能提高巴铁的安全可靠性。 [0030] 其中，动态功率分配方法指通过SOC实时的对电量进行监测，分配的方法是根据动力与负荷所需的功率，当电力系统运行正常情况下，动力系统和光伏系统总的电量通过整流或者逆变，改变权重输出，达到照明系统、动力系统和储能系统最优配置，提高效率。 [0031] 由于巴铁的一节车厢是有三个光伏模块组成，假设巴铁的车厢很多，根据自然数数排序，可以将巴铁的光伏模块划分为两个部分1,3,5,7,......2k+1和2,4,6,8,......2k。当出现故障时，光伏系统通过逆变向动力系统供电。正常运行时，按照其动态功率优化输出，使系统输出最优。 [0032] 系统合理化输出，充分考虑到系统运行的情况，分为三种情况。(1)当正常运行时，光伏系统产生的电能和动力系统产生的电能，通过一次的整流或者逆变实现能量的相互转化，改变权重，使输出实现最优配置；(2)当系统故障时，此时，1,3,5,7,......2k+1通过逆变为动力系统供电，实现系统基本运行。(3)当光伏系统和动力系统都出现问题采用后备电源供电。三种状态对应三种不同的输出结构，使系统更加的稳定。 [0033] 光伏发电系统与储能装置连接。 [0034] 一种所述光伏系统的使用方法，包括以下步骤： [0035] 1)通过地面触轨方式为巴铁动力系统供电，通过光伏发电系统给基本的照明和通信语音系统供电； [0036] 2)在地面触轨供电和光伏系统电正常的时候，通过动态功率分配方法，将动力系统和光伏系统合理化输出； [0037] 3)在地面触轨供电方式出现故障时，光伏发电系统通过三相逆变器并到动力系统线路上； [0038] 4)当发生故障和无光照时，储能装置可为正常照明和通信系统供电。 [0039] 采用上述步骤，当巴铁遇到故障动力系统出现故障时，能够及时供电，避免停电现象，从而增加了巴铁的供电可靠性。 [0040] 在步骤3)中，当动力系统出现故障时，光伏模块中，第1，3，5，7......2k+1奇数次光伏模块通过逆变器将电能并到动力线路系统中，第2，4，6，8....2k偶数次光伏模块为照明系统进行供电。这样能有效的将动力供电系统和光伏供电系统两者结合，提高了可靠性，通过对两个系统的优化分配，实现高效输出，提高了巴铁的电能效率。 [0041] 具体的，使用时，将光伏发电系统应用于新型的交通工具巴铁上，在巴铁的表面铺设一层光伏薄膜，形成光伏系统，为巴铁提供了新的动力，实现了零排放，同时，与动力系统配合使用，提高了巴铁的供电可靠性； [0042] 通过使每节车厢上的光伏薄膜分为三个光伏薄膜模块，分别设置在巴铁车体1上表面和两个侧面，3个光伏薄膜模块之间通过并联的方式，接在直流母线的两端，可以很好的将光伏发电系统与巴铁车体本身的供电系统很好的整合在巴铁车体上，这样两套系统协同配合工作，提高了巴铁的供电可靠性。 |
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