城市轨道交通多端口双向能源路由器及其关键技术

作者：苏亮亮; 荣智林; 陈涛; 周振邦; 罗文广; 刘华东

来源：控制与信息技术, 2022, (03): 31-38.

DOI：10.13889/j.issn.2096-5427.2022.03.005

• 能源互联网
• 城市轨道交通
• 能源路由器
• 软开关
• 多端口
• 电力电子高频技术
• 磁饱和抑制

目前，城市轨道交通（简称“城轨”）供电系统只能实现单向供电，无法适应绿色化、智能化、互联互通的能源互联网发展需求。对此，文章提出了一种交直流多端口双向能源路由器解决方案，其采用高频电力电子变换技术，将传统能量回馈系统中“工频隔离变压器+能馈变流器”结构替换为能源路由器，并将AC1180V端口并联在整流变压器二次侧绕组，实现与既有城轨单向供电系统的完美融合，达到整体系统的减重、减体积及供电-能馈系统结构优化的目的；通过能量管理系统调度及双向隔离型DC-DC变换器的平滑切换，实现列车牵引/制动时多电源端口（AC400V/AC1180V/DC1800V/DC900V）的能量灵活分配调度；通过对AC400V及AC1180V支路采用高频化拓扑参数优化设计及高频变压器磁饱和抑制等关键技术，实现全工况下软开关功能。实验结果表明，采用该解决方案，可实现供电系统无静态空载损耗及各种工况间的柔性平滑切换；各部件温升平稳且系统正常稳定运行，整机效率大于96%。

• 单位
  中车株洲电力机车研究所有限公司