1.能量回馈与再生制动应用
1.在轨道交通车辆(如地铁、轻轨等)制动过程中,电机从驱动状态转变为发电状态。大功率双向 DCDC 变换器能够将电机产生的再生电能进行有效的回收和转换。例如,列车在进站制动时,电机产生的电能是高压交流电,通过牵引变流器等设备整流后变为高压直流电,再经过大功率双向 DCDC 变换器将其电压转换到适合储能装置(如超级电容或电池)的充电电压,将电能存储起来。
2.这种再生制动能量回收系统可以显著降低轨道交通系统的能耗。以地铁为例,地铁列车频繁制动,如果能有效回收制动能量,可节省大量的电能。据统计,采用高效的再生制动能量回收系统后,地铁系统的能耗可降低 15% - 30% 左右。
2.储能系统与电网之间的能量管理
1.轨道交通系统中的储能装置(如电池储能系统、超级电容储能系统)可以通过大功率双向 DCDC 变换器与电网进行能量交互。在电网供电低谷期,双向 DCDC 变换器可以将电网的电能以合适的电压和电流特性为储能装置充电。而在电网供电高峰期或者列车启动、加速等需要大功率供电的情况下,储能装置通过双向 DCDC 变换器将存储的能量释放到电网或者直接供给列车牵引系统。
2.例如,在一些配备了储能系统的轻轨线路中,通过双向 DCDC 变换器的精确控制,储能系统可以在白天高峰时段为列车提供额外的动力支持,缓解电网的供电压力;在夜间低谷时段则利用低价电进行充电,降低运营成本。
3.多电压等级适配
1.轨道交通系统内部存在多种电压等级的设备。大功率双向 DCDC 变换器可以实现不同电压等级之间的转换。比如,列车上的辅助供电系统可能需要较低的直流电压(如 24V、110V 等)来为照明、空调、通信等设备供电,而牵引系统通常使用较高的直流电压(如 750V、1500V 等)。双向 DCDC 变换器能够将储能装置或者电网输入的高电压转换为辅助供电系统所需的低电压,确保各个子系统的正常运行。
2.同时,在不同轨道交通线路之间的互联互通或者车辆段内设备的供电中,也会涉及到电压适配的问题。大功率双向 DCDC 变换器可以作为接口设备,实现不同电压等级的兼容,提高系统的通用性和兼容性。
4.提升供电系统的稳定性和可靠性
1.在轨道交通系统中,电网电压可能会出现波动。大功率双向 DCDC 变换器可以通过其控制策略对输入电压进行调节,输出稳定的电压给列车牵引系统和辅助供电系统。例如,当电网出现瞬间的电压跌落或者浪涌时,双向 DCDC 变换器可以通过自身的储能元件(如内部的电容等)和控制算法,维持输出电压的稳定,防止列车设备因电压异常而损坏。
2.而且,在储能系统和电网之间的双路供电模式下,双向 DCDC 变换器可以快速切换供电路径。如果电网出现故障,它能够迅速将供电模式切换到储能系统供电,保障列车的紧急运行和关键设备的供电,提高整个轨道交通系统的可靠性。
