本發(fā)明涉及供電，本發(fā)明提供的一種移動充電智軌公路供電系統(tǒng)及其供電方法。

背景技術：

1、移動充電智軌公路供電系統(tǒng)是維持城市車輛正常運行的重要組成部分，它負責向雙源制重卡提供穩(wěn)定、可靠的電力供應。移動充電智軌公路供電系統(tǒng)通常由高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)、受電弓等多個關鍵部件組成，共同協(xié)作以提升電能的順暢傳輸與高效利用。

2、在現(xiàn)有無軌電車供電系統(tǒng)中，多數(shù)采用單一的供電制式，單一的供電制式雖然在一定程度上滿足了車輛的基本需求，但在面對復雜多變的運行環(huán)境和不斷提高的能效要求時，單一的供電制式顯得捉襟見肘，特別是在成本效益與運行安全之間的平衡問題上，單一的供電制式往往難以取得理想的效果。

3、然而，現(xiàn)有的無軌電車系統(tǒng)在使用存在如下技術痛點，其中最為突出的是，單一的供電制式難以同時兼顧成本效益和運行安全，一方面，為了追求成本效益，不得不犧牲部分安全性能，另一方面，若過分強調安全性，則導致成本大幅上升，影響系統(tǒng)的整體經濟性。此外，現(xiàn)有的供電系統(tǒng)在面對不同運行條件時，缺乏足夠的靈活性和適應性，難以實現(xiàn)供電制式的優(yōu)化選擇，上述問題都在一定程度上制約了移動充電智軌公路供電系統(tǒng)的進一步發(fā)展和應用。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術不足，本發(fā)明提供一種移動充電智軌公路供電系統(tǒng)及其供電方法，本發(fā)明通過技術創(chuàng)新，克服了現(xiàn)有供電系統(tǒng)存在的技術痛點，為移動充電智軌公路供電系統(tǒng)的進一步發(fā)展和應用提供了有力支持。具體而言，本發(fā)明提出了一種高效、安全、靈活的供電方案，能夠滿足未來車輛對供電系統(tǒng)提出的更高要求，推動車輛領域的可持續(xù)發(fā)展。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明的具體技術方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，包括：

4、高壓輸電線：用于輸送10kv/35kv的交流電；

5、充電整流所：用于將高壓輸電線輸送的交流電轉換成特定電壓等級的直流電或交流電。

6、接觸網(wǎng)：用于作為直流電或交流電的傳輸介質，與受電弓接觸以向車輛道路供電，接觸網(wǎng)包括dc1500v-0、dc+750v--750v以及ac2000v；

7、受電弓：安裝在車輛上與接觸網(wǎng)接觸，將接觸網(wǎng)上的電能引入車輛內部；

8、dc-dc轉換器：用于將接觸網(wǎng)上的電流降壓，將dc1500v-0、dc+750v--750v或ac2000v轉化為符合車輛內部設備的電壓需求；

9、逆變器：用于將直流電轉換為交流電，或將交流電重新轉換為適合車輛使用的電壓等級；

10、永磁同步交流電機：用于接收逆變器提供的交流為車輛的動力源；

11、控制裝置：與高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)、受電弓、dc-dc轉換器、逆變器以及永磁同步交流電機建立電連接，控制裝置用于向高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)、受電弓、dc-dc轉換器、逆變器以及永磁同步交流電機發(fā)送控制命令；

12、控制命令包括高壓輸電線將交流電輸送至充電整流所，經過轉換后形成特定電壓等級的直流電或交流電，并傳輸給接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)與受電弓接觸，將電能引入車輛內部，在車輛內部，電能經過dc-dc轉換器降壓處理，轉化為符合車輛內部設備的電壓需求，逆變器將電能轉換為適合車輛使用的交流電形式，驅動永磁同步交流電機車輛設備運行。

13、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，所述控制裝置，包括：智能供電管理單元、多制式兼容單元以及接觸網(wǎng)供電單元；

14、智能供電管理單元向多制式兼容單元發(fā)送指令，識別當前外部電源的制式，并根據(jù)識別結果調整電能轉換策略；

15、多制式兼容單元將轉換后的電能狀態(tài)信息反饋給智能供電管理單元，同時向接觸網(wǎng)供電單元提供符合系統(tǒng)內部標準的電能；

16、接觸網(wǎng)供電單元接收來自多制式兼容單元的電能，并將其傳輸給車輛，同時向智能供電管理單元報告接觸狀態(tài)和電能傳輸情況。

17、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，所述智能供電管理單元，還用于：

18、從供電系統(tǒng)的高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)采集實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)包括電壓、電流、功率因數(shù)以及溫度參數(shù)；

19、對收集到的實時數(shù)據(jù)進行預處理，對處理后的數(shù)據(jù)進行整合，形成可供分析的數(shù)據(jù)集；

20、利用數(shù)據(jù)分析算法對整合后的數(shù)據(jù)集進行深入分析，通過對比歷史數(shù)據(jù)和預設標準，識別系統(tǒng)運行的效率，系統(tǒng)運行的效率包括電能傳輸效率以及設備利用率；

21、利用預設的故障預測算法對供電系統(tǒng)的未來狀態(tài)進行預測，根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)和當前系統(tǒng)運行狀態(tài)，評估發(fā)生故障的概率和影響的范圍；

22、當分析結果顯示存在潛在故障風險或預測到即將發(fā)生故障時，智能供電管理單元觸發(fā)后臺管理系統(tǒng)預警單元的預警機制；

23、后臺管理系統(tǒng)預警單元與智能供電管理單元建立連接，后臺管理系統(tǒng)預警單元實時采集智能供電管理單元的系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，智能供電管理單元的系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電壓、電流、功率因數(shù)、溫度參數(shù)以及異常狀態(tài)數(shù)據(jù)；

24、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、行業(yè)標準和系統(tǒng)要求，設定預警閾值，預警閾值包括電壓波動范圍、電流過載閾值以及溫度上限；

25、實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與預警閾值進行比對，評估系統(tǒng)是否處于正?；蝾A警狀態(tài)；

26、當監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)超過預警閾值時，后臺管理系統(tǒng)預警單元自動觸發(fā)預警機制，生成預警信息。

27、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，所述多制式兼容單元，還用于：

28、監(jiān)測接入供電系統(tǒng)的外部電源，識別制式是直流電或交流電，確定交流電的具體頻率；

29、將識別到的外部電源制式與供電系統(tǒng)內部的標準制式進行對比；

30、判斷外部電源制式是否與供電系統(tǒng)內部設備兼容，以及是否需要進行制式轉換；

31、如果判斷外部電源制式與供電系統(tǒng)內部不兼容，多制式兼容單元將準備進行電能轉換；

32、啟動電能轉換過程，將外部電源的電能轉換為供電系統(tǒng)內部統(tǒng)一使用的電能形式；

33、對于直流電包括電壓等級的調整，對于交流電包括頻率的轉換和電壓的調整。

34、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，所述接觸網(wǎng)供電單元，還用于：

35、利用安裝在接觸網(wǎng)和受電弓上的傳感器，實時監(jiān)測接觸網(wǎng)和受電弓之間的接觸狀態(tài)，

36、監(jiān)測參數(shù)包括接觸壓力、接觸面的磨損、接觸導線的溫度變化；

37、根據(jù)實時監(jiān)測到的接觸狀態(tài)，控制電能從接觸網(wǎng)到車輛的傳輸過程，根據(jù)車輛的實際需求，車輛的實際需求包括加速、減速以及恒速行駛，動態(tài)調整傳輸功率：

38、持續(xù)監(jiān)測接觸網(wǎng)和受電弓的運行狀態(tài)，以及電能傳輸過程中的異常情況，通過數(shù)據(jù)分析和比對，檢測潛在的故障點包括接觸網(wǎng)斷裂和受電弓磨損過度。

39、第二方面，本發(fā)明提供的一種移動充電智軌公路供電方法，應用于所述的移動充電智軌公路供電系統(tǒng)，包括：

40、步驟s101：高壓輸電線負責輸送10kv/35kv的交流電至充電整流所，在充電整流所內，交流電被轉換成特定電壓等級的直流電或交流電；

41、步驟s102：轉換后的電能被傳輸給接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)作為電能的傳輸介質，通過與受電弓的接觸，將電能引入車輛內部，接觸網(wǎng)包括dc1500v-0、dc+750v--750v以及ac2000v；

42、步驟s103：在車輛內部，引入的電流dc1500v-0、dc+750v--750v以及ac2000v經過dc-dc轉換器進行降壓處理，以轉化為符合車輛內部設備使用的電壓需求，逆變器將直流電轉換為適合車輛使用的交流電形式；

43、步驟s104：經過逆變器轉換后的交流電被用于驅動永磁同步交流電機，驅動永磁同步交流電機作為車輛的動力源，推動車輛設備運行；

44、步驟s105：控制裝置與高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)、受電弓、dc-dc轉換器、逆變器以及永磁同步交流電機建立電連接，控制裝置負責向高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)、受電弓、dc-dc轉換器、逆變器以及永磁同步交流電機發(fā)送控制命令。

45、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電方法，所述步驟s105，包括：

46、步驟s501，智能供電管理單元向多制式兼容單元發(fā)送指令，識別當前外部電源的制式，并根據(jù)識別結果調整電能轉換策略；

47、步驟s502，多制式兼容單元將轉換后的電能狀態(tài)信息反饋給智能供電管理單元，同時向接觸網(wǎng)供電單元提供符合系統(tǒng)內部標準的電能；

48、步驟s503，接觸網(wǎng)供電單元接收來自多制式兼容單元的電能，并將其傳輸給車輛，同時向智能供電管理單元報告接觸狀態(tài)和電能傳輸情況。

49、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電方法，所述步驟s501，包括：

50、從供電系統(tǒng)的高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)采集實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)包括電壓、電流、功率因數(shù)以及溫度參數(shù)；

51、對收集到的實時數(shù)據(jù)進行預處理，對處理后的數(shù)據(jù)進行整合，形成可供分析的數(shù)據(jù)集；

52、利用數(shù)據(jù)分析算法對整合后的數(shù)據(jù)集進行深入分析，通過對比歷史數(shù)據(jù)和預設標準，識別系統(tǒng)運行的效率，系統(tǒng)運行的效率包括電能傳輸效率以及設備利用率；

53、利用預設的故障預測算法對供電系統(tǒng)的未來狀態(tài)進行預測，根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)和當前系統(tǒng)運行狀態(tài)，評估發(fā)生故障的概率和影響的范圍；

54、當分析結果顯示存在潛在故障風險或預測到即將發(fā)生故障時，智能供電管理單元觸發(fā)后臺管理系統(tǒng)預警單元的預警機制；

55、后臺管理系統(tǒng)預警單元與智能供電管理單元建立連接，后臺管理系統(tǒng)預警單元實時采集智能供電管理單元的系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，智能供電管理單元的系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電壓、電流、功率因數(shù)、溫度參數(shù)以及異常狀態(tài)數(shù)據(jù)；

56、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、行業(yè)標準和系統(tǒng)要求，設定預警閾值，預警閾值包括電壓波動范圍、電流過載閾值以及溫度上限；

57、實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與預警閾值進行比對，評估系統(tǒng)是否處于正?；蝾A警狀態(tài)；

58、當監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)超過預警閾值時，后臺管理系統(tǒng)預警單元自動觸發(fā)預警機制，生成預警信息。

59、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電方法，所述步驟s502，包括：

60、監(jiān)測接入供電系統(tǒng)的外部電源，識別制式是直流電或交流電，確定交流電的具體頻率；

61、將識別到的外部電源制式與供電系統(tǒng)內部的標準制式進行對比；

62、判斷外部電源制式是否與供電系統(tǒng)內部設備兼容，以及是否需要進行制式轉換；

63、如果判斷外部電源制式與供電系統(tǒng)內部不兼容，多制式兼容單元將準備進行電能轉換；

64、啟動電能轉換過程，將外部電源的電能轉換為供電系統(tǒng)內部統(tǒng)一使用的電能形式；

65、對于直流電包括電壓等級的調整，對于交流電包括頻率的轉換和電壓的調整。

66、進一步地，本發(fā)明提供的移動充電智軌公路供電方法，所述步驟s503，包括：

67、利用安裝在接觸網(wǎng)和受電弓上的傳感器，實時監(jiān)測接觸網(wǎng)和受電弓之間的接觸狀態(tài)，

68、監(jiān)測參數(shù)包括接觸壓力、接觸面的磨損、接觸導線的溫度變化；

69、根據(jù)實時監(jiān)測到的接觸狀態(tài)，控制電能從接觸網(wǎng)到車輛的傳輸過程，根據(jù)車輛的實際需求，車輛的實際需求包括加速、減速以及恒速行駛，動態(tài)調整傳輸功率：

70、持續(xù)監(jiān)測接觸網(wǎng)和受電弓的運行狀態(tài)，以及電能傳輸過程中的異常情況，通過數(shù)據(jù)分析和比對，檢測潛在的故障點，檢測潛在的故障點包括接觸網(wǎng)斷裂和受電弓磨損過度。

71、本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

72、通過多制式兼容單元，實現(xiàn)了對外部電源制式的自動識別與轉換，使供電系統(tǒng)能夠適應不同電源環(huán)境，提高了系統(tǒng)的靈活性和適應性。

73、智能供電管理單元實時采集系統(tǒng)各部分（如高壓輸電線、充電整流所、接觸網(wǎng)等）的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)分析算法和故障預測算法，對系統(tǒng)運行進行優(yōu)化，提升了電能傳輸效率和設備利用率。

74、智能供電管理單元能夠監(jiān)測系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)分析預測潛在的故障風險，并及時觸發(fā)預警機制（包括聲光報警、短信通知及電子郵件通知），有效減少故障發(fā)生并縮短故障響應時間。

75、接觸網(wǎng)供電單元利用傳感器實時監(jiān)測接觸網(wǎng)和受電弓之間的接觸狀態(tài)，并根據(jù)車輛的實際需求（如加速、減速、恒速行駛）動態(tài)調整傳輸功率，提升了電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性。

76、逆變器與dc-dc轉換器的結合使用，使得系統(tǒng)能夠靈活地將電能轉換為適合車輛內部設備使用的電壓和電流形式，提高了系統(tǒng)的通用性和兼容性。

77、綜上所述，本發(fā)明通過技術創(chuàng)新和智能化管理，有效解決了現(xiàn)有移動充電智軌公路供電系統(tǒng)在成本效益、運行安全、靈活性及可靠性等方面的痛點，為移動充電智軌公路供電系統(tǒng)的進一步發(fā)展和應用提供了有力支持。