本发明涉及轨道交通领域，特别是一种动力集中动车组及其供电控制方法、系统。
背景技术：
列车供电系统为列车的重要组成部分，在电气化区段，动车组的列车供电装置将受电弓受流的单相ac25kv经过降压、整流、滤波后变成直流电给非动力车供电，非动力车通过配电柜供电选择开关将动力车的输出电源送入车载辅助逆变电源装置，经逆变成三相交流电后，给非动力车的空调、加热器、插座、电源柜等负载供电。现有技术中，当非动力车的辅助逆变电源装置出现故障时，动力车无法识别非动力车的供电功能故障（主要为空调负载）并做出相应的减载策略，导致运输效率低，司乘人员需要人工识别供电功能故障，劳动强度大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种动力集中动车组及其供电控制方法、系统，有效、快捷地识别非动力车的供电功能故障，并给出相应的减载策略。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种动力集中动车组供电控制方法，包括：
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车发送过载信息时，非动力车的所有负载在制热工况下工作在半载模式，制冷工况下正常工作；
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器出现故障时，加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作；
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有n%的辅助逆变器故障时，空调负载仅通风，其他负载正常工作。
本发明根据动力车输出直流母线的工作状态和非动力车反馈的状态信息（过载、辅助逆变器故障等），控制负载的工作模式（减载/正常运行等），无需人工识别供电功能故障，提高了故障识别效率，进而保证了行车安全，同时也保证了相应设备的使用安全。
所述非动力车发送过载信息至tcms，所述tcms收到所述过载信息后，将减载指令发送至所述非动力车辅助逆变器。利用tcms集中管理动力车、非动力车的信息，便于统一控制和管理相关信息，进一步提高了控制效率。
本发明的方法还包括：当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，非动力车的辅助系统正常工作。在只有一台辅助逆变器故障的情况下，非动力车的运行不会受到严重影响，为了提高列车运行效率，保障辅助系统正常运营，可以不发出减载指令，使非动力车的辅助系统正常工作。
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器出现故障时，tcms通过网络向辅助负载发出减载指令；所述减载指令包括所述加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作的指令。根据出现故障的辅助逆变器的占辅助逆变器总数量的百分比，确定是否发出减载指令，当出现故障的辅助逆变器占比达到一定百分比时，为了保证整车运行，由tcms发出相应的减载指令，操作简单易行，实用性强。
本发明中，m=50。
本发明中，n=75。
m与n值的选取基于整列车通风控制策略及制热制冷能力，50%的辅助逆变器出现故障时，有通风和制冷/制热能力，75%的辅助逆变器出现故障时，只能通风。
一种动力集中动车组供电控制系统，包括：
第一控制单元，用于在动力车的输出直流母线正常工作，非动力车发送过载信息时，向所述非动力车发送第一减载指令；所述第一减载指令是指载在制热工况下，非动力车的所有负载工作在半载模式，制冷工况下非动力车的所有负载正常工作；
第二控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第二减载指令；所述第二减载指令是指加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作；
第三控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有n%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第三减载指令；所述第三减载指令是指空调负载仅通风，其他负载正常工作。
本发明的控制系统设置至少三个控制单元，在不同的情况下，对应的控制单元发送相应的控制指令，无需人工判断，即可有效、快捷地识别非动力车的供电功能故障，并给出相应的减载策略，提高了故障识别的效率，保证了行车安全，同时也保证了相应设备的使用安全。
本发明的控制系统还包括：第四控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，向非动力车的辅助系统发送正常工作指令。
本发明的控制系统还包括人机交互单元，用于显示所有控制单元发送的指令。操作者可以通过人机交互单元对故障的非动力辅助逆变器进行复位和停机操作，能方便快捷地实现对列车供电负载的控制及操作。
作为一个发明构思，本发明还提供了一种动力集中动车组，包括动力车和若干非动力车，所有非动力车的辅助逆变器均挂载在动力车供电装置的直流母线上；所述动力车供电装置、所有非动力车的辅助逆变器、非动力车的负载均与上述供电控制系统通信。
为了方便司机进行相应操作，所述供电控制系统的人机交互单元设置有动力车司机室内。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1）非动力车辅助逆变器出现故障时，故障信息自动显示在微机显示屏（hmi，人机交互单元）上提示并能自动切除故障，操作者可通过hmi实现整列车的列车工作状况并进行必要的操作，策略实现简单，方便操作，不需另外增加设备，减轻司乘人员劳动强度，大大提高了列车运输效率；
2）本发明可以快捷有效地实现整车列供故障辅助策略，提高了列车运输能力，节能、环保，提高了旅客舒适度，保证了列车运行高速化。
附图说明
图1为本发明实施例1控制方法流程图；
图2为本发明实施例2控制系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例1中，非动力车的辅助逆变器将其工作状态和故障信息通过网络总线发送给tcms（列车控制和管理系统），tcms根据故障信息及工作状态将减载指令返给非动力的辅助逆变器，非动力车辅助逆变器自行进行配置，同时空调负载自动实现切换工作模式。控制方法的具体实现过程包括：
1）当动力车的两路输出直流母线正常工作，但是tcms收到非动力车发来了过载信息时，动力车通过tcms将减载指令发给非动力车，非动力车辅助逆变器根据指令决定非动力车的所有负载仅制热工况工作在半载模式，制冷工况工作正常。
2）当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，但非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，非动力车的辅助系统不受影响仍正常工作。
3）当动力车的输出直流母线正常工作，但非动力车有50%的辅助逆变器出现故障时，tcms将通过网络给辅助负载发出减载指令使得其在加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统仍可以正常工作；
4）当动力车的输出直流母线正常工作，但非动力车有75%的辅助逆变器故障时，空调负载仅提供通风，其他负载整车正常运行；
以上故障信息都可相应的显示在动力车的hmi上，以提示操作者，同时操作者可以通过hmi对故障的非动力辅助逆变器进行复位和停机操作，能方便快捷地实现对列车供电负载的控制及操作。
如图2所示，本发明实施例2的控制系统包括：
第一控制单元，用于在动力车的输出直流母线正常工作，非动力车发送过载信息时，向所述非动力车发送第一减载指令；所述第一减载指令是指载在制热工况下，非动力车的所有负载工作在半载模式，制冷工况下非动力车的所有负载正常工作；
第二控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有50%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第二减载指令；所述第二减载指令是指加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作；
第三控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有75%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第三减载指令；所述第三减载指令是指空调负载仅通风，其他负载正常工作；
第四控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，向非动力车的辅助系统发送正常工作指令。
上述第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及第四控制单元均设置于tcms中。
实施例2的控制系统还包括人机交互单元（hmi），故障信息都可相应的显示在动力车的hmi上，以提示操作者，同时操作者可以通过hmi对故障的非动力辅助逆变器进行复位和停机操作，能方便快捷地实现对列车供电负载的控制及操作。
本发明实施例3的动力集中动车组包括动力车和若干非动力车，所有非动力车的辅助逆变器均挂载在动力车供电装置的直流母线上；所述动力车供电装置、所有非动力车的辅助逆变器、非动力车的负载均与实施例2的供电控制系统通信。从图2可见，非动力车的辅助逆变器挂载于动力车列车供电装置的直流母线上，且第一非动力车的辅助逆变器挂载于动力车列车供电装置的第一直流母线上，第二非动力车的辅助逆变器挂载于动力车列车供电装置的第二直流母线上，第三非动力车的辅助逆变器挂载于动力车列车供电装置的第一直流母线上，第四非动力车的辅助逆变器挂载于动力车列车供电装置的第二直流母线上，以此类推。所有的辅助逆变器均接到第一网络总线上，每个辅助逆变器接一组空调负载，所有的空调负载均接到第二网络总线上，第一网络总线、第二网络总线均与tcms连接，动力车列车供电装置通过第三网络总线与tcms连接。所述供电控制系统的人机交互单元设置有动力车司机室内。
1.一种动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，包括：
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车发送过载信息时，非动力车的所有负载在制热工况下工作在半载模式，制冷工况下正常工作；
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器出现故障时，加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作；
当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有n%的辅助逆变器故障时，空调负载仅通风，其他负载正常工作。
2.根据权利要求1所述的动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，所述非动力车发送过载信息至tcms，所述tcms收到所述过载信息后，将减载指令发送至所述非动力车辅助逆变器。
3.根据权利要求1或2所述的动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，该方法还包括：当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，非动力车的辅助系统正常工作。
4.根据权利要求1所述的动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器出现故障时，tcms通过网络向辅助负载发出减载指令；所述减载指令包括所述加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作的指令。
5.根据权利要求1所述的动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，m=50。
6.根据权利要求1所述的动力集中动车组供电控制方法，其特征在于，n=75。
7.一种动力集中动车组供电控制系统，其特征在于，包括：
第一控制单元，用于在动力车的输出直流母线正常工作，非动力车发送过载信息时，向所述非动力车发送第一减载指令；所述第一减载指令是指载在制热工况下，非动力车的所有负载工作在半载模式，制冷工况下非动力车的所有负载正常工作；
第二控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有m%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第二减载指令；所述第二减载指令是指加热工况下，空调负载减半，其他负载正常运行；制冷工况下，整车辅助系统正常工作；优选地，m=50；
第三控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作，非动力车有n%的辅助逆变器故障时，向辅助负载发送第三减载指令；所述第三减载指令是指空调负载仅通风，其他负载正常工作；优选地，n=75。
8.根据权利要求7所述的动力集中动车组供电控制系统，其特征在于，还包括：第四控制单元，用于当动力车的输出直流母线正常工作且非动力车未过载，非动力车中任一辅助逆变器出现故障时，向非动力车的辅助系统发送正常工作指令。
9.根据权利要求7或8所述的动力集中动车组供电控制系统，其特征在于，还包括人机交互单元，用于显示所有控制单元发送的指令。
10.一种动力集中动车组，包括动力车和若干非动力车，所有非动力车的辅助逆变器均挂载在动力车供电装置的直流母线上；其特征在于，还包括权利要求7～9之一所述的供电控制系统；所述动力车供电装置、所有非动力车的辅助逆变器、非动力车的负载均与所述供电控制系统通信；优选地，所述供电控制系统的人机交互单元设置有动力车司机室内。
技术总结