WO2012084281A2 - Méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté électriquement - Google Patents

Méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté électriquement Download PDF

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    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
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    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention primarily relates to a method of adjusting the power supply voltage for operation of at least one electrically powered vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Traction power supply network systems of a metro line (or other public transport vehicles such as trams, trolleys, buses, trains, transport units without drivers, etc.) undergo energy fluctuations depending on the number of vehicles online but also their synchronism. These variations in energy flow have a preponderant effect on the quality of distribution of energy provided by rails
  • Under-powering propulsion devices is an aggravating phenomenon because it leads very generally to overcurrents.
  • feeders feeds
  • An object of the present invention is to provide a method of adjusting the power supply voltage for operation of at least one vehicle powered by at least:
  • an electrical ground network providing the vehicle at least one energy supply by applying a supply voltage via an electrical distribution means, said method at least minimize ⁇ varia tions of energy flow in a network of public transport power supply.
  • a set of subclaims also has advantages of the invention.
  • Figure 2 Representation of parameters related to the method according to the invention: (a) rail voltage sensed by vehicles, (b) currents drawn by the sources, (c) units currents sto ⁇ kage, (d) speed of vehicles.
  • a distance sepa ⁇ rant a first IF station of the substation SS is 1000 m
  • a distance between the first and a second station S2 is 1200 m (in order left to right: SS, SI, s2).
  • the linear characteristics of the distribution rails from the ground voltage to the trains are taken into account and are worth 22 mQ / m.
  • the second T2 train starts after 10 s while the third train T3 share imme diately ⁇ to 0s.
  • the method according to the invention is based on a power supply voltage adjustment method for operation of at least one vehicle, here for example the first train Tl, (public transport unit type) food ⁇ té by at least:
  • the first USL energy storage unit can be controlled under two so-called generator and receiver modes, in that:
  • an algebraically additive supply voltage DSU and from the first electric storage unit USL is applied to the means of distri bution ⁇ RAIL effective to keep a supply voltage Urail above a threshold predefined minimum
  • Urail feedstock derived at least partially from a US2 second storage unit (for example here as onboard unit in the second T2 train) ⁇ gen rator system is detected above the minimum threshold Urail_min, this surplus energy is channeled to the first energy storage unit US1 of the first vehicle if it is required for operation of said first vehicle and allows to maintain the supply voltage Urail under a predefined maximum threshold Urail_max and above the predefined minimum threshold ⁇ Urail_min finished.
  • the method according to the invention provides that the second energy storage unit, here for example US2 or another ground or on-board storage unit, is chosen according to a spatial and temporal diagram of traffic of several vehicles, here T1, T2 , T3, and a ground network infrastructure, here SS, RAIL but also, if provided (s), energy storage unit placed for example on the ground in at least one of the stations SI, S2.
  • the supply voltage can be effectively controlled according to the needs of a vehicle.
  • the second energy storage unit may advantageously be embedded in at least one second vehi ⁇ cule, here the second train or T2 / T3 and the third train.
  • Linear combinations generating schemes (and logically ⁇ analog transmitters) of various storage units embar ⁇ cated and / or ground and can be adopted to the first regular supply voltage required for vehicles.
  • the second storage unit US2 can switch to a potentially generator mode, in particular when the second vehicle is parked in a parking / maintenance / delivery zone and still has a available energy available to regulate the effective supply voltage of 'active' trains in the public transport network. This is particularly well suited during off-peak hours when more trains are parked in the garage.
  • the second energy storage unit can be placed and elected as part of the method according to the invention in the ground electrical network, such as at a vehicle station SI, S2, at a zone of garage vehicle (place of load), in a zone of distributed ⁇ energy by a supplier or to an intermediate power supply part on a vehicle path.
  • the electrical distribution means RAIL is extended either continuously on a path of the vehicle between two sta ⁇ tions, ideally by a rail or catenary, or discontinuously between two stations, ideally by a rail or catenary of finite length around a station. If it is discontinuous, ground storage units can serve as a "battery" contributing to energy exchanges between the trains so that they can autonomously regulate the supply voltage independently. effective according to their position in the public transport network.
  • a generator mode of the second storage unit is temporally advanced with respect to the receiver system of the first storage unit, by providing a temporary storage of energy in a third storage unit linked to the distribution means (RAIL) and sequential ⁇ lement activated in the receiver mode and then generator, complé ⁇ mentarily successive regimes of the first and se ⁇ ⁇ storage unit. It is also expected that the first storage unit
  • energy recovery Prove ⁇ ing at least one of the following sources:
  • the energy storage units store and deliver energy by means of a capacitive element of high power such that at least one su ⁇ capacitor potentially associable with a battery if necessary or any other means hybridizing the super ⁇ capacitor.
  • the energy storage unit whatever it is (on-board or not) is controlled by a management algorithm for a sizing of the energy requirement taking into account a scheme of traffic of a plurality of vehicles, a tolerable interval of the effective supply voltage for each of the vehicles and, if available, a group of complementary ground energy storage units or parking / maintenance vehicles.
  • a management algorithm for a sizing of the energy requirement taking into account a scheme of traffic of a plurality of vehicles, a tolerable interval of the effective supply voltage for each of the vehicles and, if available, a group of complementary ground energy storage units or parking / maintenance vehicles.
  • the dimensioning algorithm advantageously follows a lo ⁇ cal peak power minimization from the grid floor by compensating said peaks by energy inputs distributed by at least one energy storage unit in generator mode.
  • the management algorithm follows a logic of minimisa ⁇ tion of the maximum value of the useful current delivered in sta ⁇ tion, at least to maintain said value equal to or below ⁇ higher than a target threshold of energy consumption granted by a distributor of the electrical network on the ground. "Normal" consumption overhangs can thus be avoided for the benefit of the manager of the public transport network while preserving the environment against significant energy overconsumption.
  • the algorithm can be centralized and executed from a ground control station in communication with control and command units of vehicles and stations, but it can also be distributed on vehicles communicating together and thus able to manage autonomously (or in groups) putting them in generator and receiver modes according to safe logic schemes.
  • This calculator is an ideal support to execute the previously described algorithm. It can therefore be centrali ⁇ se or distributed in vehicles, stations and / or the ground by means of a suitable communication network.
  • the determination module and management and the control module are shipped to fast power ⁇ and more autonomously can provide and require a need in receiver scheme or alternatively report a failover availability in generator mode according to the method according the invention.
  • the computer can be connected to a communication interface between ground and vehicle or any other communication network for at least need to transmit information or availability of energy of a train to another, where appropriate via or with station energy storage units.
  • the operating zone B then concerns the start of the first train T1, but also the deceleration phases of the second and third trains T2, T3.
  • the first train Tl is therefore in a typical situation desired receiver diet.
  • Figure 2 (b) illustrates the participation of the two other sources mobi ⁇ which operate then in generator mode and which contribute to the regulation of the voltage rails distri- bution (T2 curves, T3).
  • the currents of the mobile sources T2, T3 are then used in generator mode to contribute to the propulsion of the first train T1. It is verifiable that according to FIG. 2 (b), the current absorbed by the first train T1 is the algebraic sum of the currents supplied by the substation SS and the other two trains T2, T3.
  • the algebraically additive power supply Uadd from the second and third electric storage units US2, US3 is applied to the distribution means RAIL in order to maintain a supply voltage Urail above a predefined minimum threshold (Urail_min, not shown) in order to respond to the receiving regime of the first train Tl.
  • a predefined minimum threshold Urail_min, not shown

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Abstract

La présente invention décrit une méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté par au moins: - une première unité de stockage d'énergie électrique (US1) embarquée dans le véhicule, - un réseau électrique au sol fournissant au véhicule au moins un apport en énergie par application d'une tension d'alimentation (Usol) via un moyen de distribution (RAIL) électrique, caractérisée en ce que la première unité de stockage d'énergie (US1) est commandable sous deux régimes dits générateur et récepteur, en ce que: - en régime générateur, une tension d'alimentation algébriquement additive (Uadd) et provenant de la première unité de stockage électrique (US1) est appliquée sur le moyen de distribution (RAIL) afin de maintenir une tension d'alimentation (Urail) au-dessus d'un seuil minimal prédéfini (Urail_min); - en régime récepteur, si un surplus de tension d'alimentation (Urail) provenant au moins partiellement d'une seconde unité de stockage (US2) en régime générateur est détecté au-dessus du seuil minimal (Urail_min), ce surplus est énergétiquement canalisé vers la première unité de stockage d'énergie (US1) dudit véhicule s'il est requis pour le fonctionnement dudit véhicule et permet de maintenir la tension d'alimentation (Urail) sous un seuil maximal prédéfini (Urail_max) et au-dessus du seuil minimal prédéfini (Urail_min).

Description

Description
Méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté électrique- ment
La présente invention concerne principalement une méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté électriquement se- Ion le préambule de la revendication 1.
Les systèmes de réseaux d'alimentation d'énergie de traction d'une ligne de métro (ou autres véhicules de transports publics tels que tramway, trolley, bus, trains, unités de transport sans chauffeur, etc.) subissent des fluctuations énergétiques dépendant du nombre de véhicules en ligne mais également de leur synchronisme. Ces variations de flux énergétique ont une action prépondérante sur la qualité de distribution de l'énergie assurée par des rails
d'alimentation ou autres moyens similaires. Ces variations et ainsi ladite qualité sont ainsi dépendantes des
caractéristiques linéiques des rails de distribution mais sont également fonction de la distance séparant les sources d'alimentation des équipements fixes du véhicule. Il en résulte de fortes variations de tension d'alimentation des véhicules et leurs équipements embarqués qui, captées par les trotteurs mécaniques du véhicule sur un rail d'alimentation, sont à l'origine des perturbations pouvant affecter les dispositifs de propulsion.
Une sous-alimentation des dispositfis de propulsion est un phénomène aggravant puiqu'il conduit très généralement à des surintensités .
Pour des véhicules équipés d'entraînements modernes à champ tournant, la qualité de la tension d'entrée de convertisseurs à pulsation est beaucoup plus importante que pour des véhicules plus anciens qui utilisaient principalement des machines à courant continu. Lorsque la tension ne correspond plus à une limite inférieure, des mécanismes sont alors mis en place afin d'éviter des comportements de propulsion erratiques. A titre d'exemple, un défluxage d'une
machine/composante électrique est une solution embarquée possible qui répond à cette problématique, mais sa mise en oeuvre accroît les pertes de ladite machine et est de fait à l'origine d'un rendement énergétique en baisse.
Un dimensionnement des installations de distribution
d'énergie d'une ligne de métro composé de rames ou véhicules propulsés, calculé pour une capacité maximale du nombre de véhicules en ligne, autorise l'exploitation de cette ligne dans tous les modes de fonctionnement (heures de pointe et heures creuses) . Le dimensionnement des installations tient compte des crêtes de puissance de façon à garantir la
disponibilité et la fiabilité du système. Pour remédier à une baisse de la qualité de la distribution de l'énergie par les rails d'alimentation, des « feeders » (alimentations
électriques) sont installées pontuellement (le long de la ligne) pour limiter de trop fortes chutes de tension ainsi que des pertes en ligne. La nécessité de la mise en place de feeders est subordonnée à une limite inférieure de tension d'alimentation délivrée par les rails qu'il convient de ne pas dépasser et au-delà de laquelle le fonctionnement
d'équipements embarqués dans les véhicules n'est plus garanti. En définissant une zone d'alimentation en énergie travaillant dans une large plage et ne nécessitant pas d'actions correctrices (installation de feeders), on réalise alors un compromis entre les performances énergétiques du système et les coûts d'installation, ce qui constitue un dilemme délicat à résoudre. Un but de la présente invention est de proposer une méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté par au moins :
- une première unité de stockage d' énergie électrique embar¬ quée dans le véhicule,
- un réseau électrique au sol fournissant au véhicule au moins un apport en énergie par application d'une tension d'alimentation via un moyen de distribution électrique, ladite méthode permettant au moins de minimiser des varia¬ tions de flux énergétiques dans un réseau d'alimentation de transports publics.
Une solution est présentée par la méthode de réglage de ten¬ sion d'alimentation électrique au travers de la revendication
1.
Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.
Des exemples de réalisation et d'application sont fournis l'aide de figures décrites :
Figure 1 Exemple applicatif de la méthode selon
l'invention selon un schéma de transport pu- blic,
Figure 2 Représentation de paramètres liés à la méthode selon l'invention : (a) tension de rail captée par des véhicules, (b) courants absorbés par des sources, (c) courants d'unités de stoc¬ kage, (d) vitesses de véhicules.
La figure 1 présente un exemple applicatif simulé de la mé¬ thode selon l'invention pour un tronçon de voies bidirectionnelles, alimenté par une sous-station SS sous une tension Usol (= 750V) et comportant trois trains Tl, T2, T3 (Tl et T2 étant sur la voie en sens de marche gauche et T3 étant sur la deuxième voie en sens de marche droite) . Une distance sépa¬ rant une première station SI de la sous-station SS vaut 1000 m, et une distance entre la première et une seconde station S2 vaut 1200 m (dans l'ordre droite vers gauche : SS, SI, s2) . Les caractéristiques linéiques des rails de distribution de la tension du sol vers les trains sont prises en compte et valent 22 mQ/m. Dans la simulation présentée ci-dessous, le premier train Tl part à t=40 s, le deuxième train T2 démarre au bout de 10 s tandis que le troisième train T3 part immé¬ diatement à 0s.
Principalement, la méthode selon l'invention se fonde sur une méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule, ici par exemple le premier train Tl, (de type unité de transport public) alimen¬ té par au moins :
- une première unité de stockage d'énergie électrique USl em- barquée dans ledit véhicule,
- un réseau électrique au sol SS fournissant au véhicule au moins un apport en énergie par application d'une tension d'alimentation Usol (= 750V) via un moyen de distribution (RAIL) électrique,
caractérisée en ce que
la première unité de stockage d'énergie USl est commandable sous deux régimes dits générateur et récepteur, en ce que :
- en régime générateur, une tension d'alimentation algébriquement additive Uadd et provenant de la première unité de stockage électrique USl est appliquée sur le moyen de distri¬ bution RAIL afin de maintenir une tension d'alimentation effective Urail au-dessus d'un seuil minimal prédéfini
Urail_min;
- en régime récepteur, si un surplus de tension
d'alimentation Urail provenant au moins partiellement d'une seconde unité de stockage US2 (par exemple ici en tant qu'unité embarquée dans le deuxième train T2) en régime géné¬ rateur est détecté au-dessus du seuil minimal Urail_min, ce surplus est énergétiquement canalisé vers la première unité de stockage d'énergie US1 du premier véhicule s'il est requis pour le fonctionnement dudit premier véhicule et permet de maintenir la tension d'alimentation Urail sous un seuil maximal prédéfini Urail_max et au-dessus du seuil minimal prédé¬ fini Urail_min.
La méthode selon l'invention prévoit que la seconde unité de stockage d'énergie, ici par exemple US2 ou une autre unité de stockage au sol ou embarquée, est choisie selon un schéma spatial et temporel de trafic de plusieurs véhicules, ici Tl, T2, T3, et d'une infrastructure du réseau électrique au sol, ici SS, RAIL mais aussi, si prévue (s), d'unité de stockage d' énergie placée par exemple au sol dans au moins une des stations SI, S2. De cette façon, selon les disponibilités lo¬ cales permettant des régimes générateurs ou émetteurs d'une ou de l'autre unité de stockage, la tension d'alimentation peut être effectivement régulée en fonction des besoins d'un des véhicules.
A cet effet, la seconde unité de stockage d'énergie peut avantageusement être embarquée dans au moins un second véhi¬ cule, ici le deuxième train T2 ou/et le troisième train T3. Des combinaisons linéaires de régimes générateurs (et analo¬ giquement émetteurs) de diverses unités de stockage embar¬ quées ou/et au sol peuvent ainsi être adoptées afin de régu- 1er une tension d'alimentation requise pour un des véhicules.
Par ailleurs, la seconde unité de stockage US2 peut basculer en mode potentiellement générateur, en particulier lorsque le second véhicule est stationné en zone de ga- rage/maintenance/livraison et qu'il dispose encore d'une énergie disponible exploitable pour réguler la tension d'alimentation effective de trains « actifs » dans le réseau de transport public. Ceci est particulièrement bien adapté lors d'heures creuses pendant lesquelles un plus grand nombre de trains sont stationnés en garage.
Alternativement ou complémentairement , la seconde unité de stockage d' énergie peut être placée et élue dans le cadre de la méthode selon l'invention dans le réseau électrique au sol, telle qu'à une station SI, S2 de véhicule, à une zone de garage de véhicule (lieu de charge), à une zone de distribu¬ tion d'énergie d'un fournisseur ou à une zone d'alimentation d'énergie intermédiaire sur un trajet de véhicule. Le moyen de distribution RAIL électrique est étendu soit de manière continue sur un trajet du véhicule entre deux sta¬ tions, idéalement par un rail ou caténaire, soit de manière discontinue entre deux stations, idéalement par un rail ou caténaire de longueur finie autour d'une station. Si il est discontinu, des unités de stockage au sol peuvent servir de « pile » contribuant à assurer des échanges d'énergie entre les trains de façon à ce que ceux-ci puissent assurer autono- mement une propre régulation de la tension d'alimentation effective suivant leur position dans le réseau de transport pu- blic. Plus généralement, dans le cas d'une distribution élec¬ trique discontinue, un régime générateur de la seconde unité de stockage est devancé temporellement par rapport au régime récepteur de la première unité de stockage, en prévoyant un stockage provisoire d'énergie dans une troisième unité de stockage liée au moyen de distribution (RAIL) et séquentiel¬ lement activée en régime récepteur puis générateur, complé¬ mentairement aux régimes successifs de la première et la se¬ conde unité de stockage. Il est aussi prévu que la première unité de stockage
d'énergie (au même titre que toute autre unité de stockage embarquée) est rechargeable par récupération d'énergie prove¬ nant au moins d'une des sources suivantes :
- du véhicule, idéalement pendant son freinage ;
- du réseau électrique au sol ;
- d' autres unités du type de la seconde unité de stockage d'énergie qui, si embarquées récupère aussi l'énergie de freinage de leurs véhicules associées, ces autres unités jouant ainsi le rôle de moyen de transfert (régime généra¬ teur) de l'énergie intrinsèque d'une unité à une autre unité en régime récepteur, voire de manière instantanée sur une li¬ gne . Afin d'assurer des régimes générateurs et récepteurs flexi- blement et rapidement activables, les unités de stockage d'énergie stockent et délivrent de l'énergie au moyen d'un élément capacitif de forte puissance tel qu'au moins un su¬ per-condensateur potentiellement associable à une batterie si nécessaire ou tout autre moyen hybridant le super¬ condensateur .
Afin de pouvoir mettre en œuvre la méthode selon l'invention, l'unité de stockage d'énergie quelle qu'elle soit (embarquée ou non) est commandée par un algorithme de gestion pour un dimensionnement du besoin énergétique prenant en compte un schéma de trafic d'une pluralité de véhicules, un intervalle tolérable de la tension d'alimentation effective pour chacun des véhicules et, si disponible, un groupe d'unités complé- mentaires de stockage d'énergie au sol ou de véhicules en stationnement/maintenance. Ainsi, au moyen de ces informa¬ tions, il est possible de définir des groupements
d' unités/trains sous régimes générateurs (pare exemple en freinage) alors que d'autres unités/trains requièrent un ré- gime récepteur par exemple pour leur démarrage. L'algorithme de dimensionnement suit avantageusement une lo¬ gique de minimisation de pic de puissance en provenance du réseau électrique au sol en compensant lesdits pics par des apports énergétiques distribués par au moins une unité de stockage d'énergie en régime générateur. Avantageusement en¬ core, l'algorithme de gestion suit une logique de minimisa¬ tion de la valeur maximale du courant utile délivré en sta¬ tion, du moins pour maintenir ladite valeur égale ou infé¬ rieure à un seuil-cible de consommation énergétique accordé par un distributeur du réseau électrique au sol. Des dépasse ments de consommation « normales » peuvent ainsi être évités au profit du gestionnaire du réseau de transport public tout en préservant l'environnement contre des surconsommations énergétiques importantes.
L'algorithme peut être centralisé et exécuté depuis un poste de contrôle au sol en communication avec des unités de contrôle et commande de véhicules et stations, mais il peut aussi être distribué sur des véhicules communiquant ensemble et pouvant ainsi gérer autonomement (ou en groupe) leur mise sous modes générateurs et récepteurs en fonction de schémas logiques sécuritaires.
Pratiquement, un calculateur pour la mise en œuvre de la mé¬ thode est prévu et comprend :
- un module de détermination et gestion de la tension d'alimentation dans un intervalle imposée par le réseau élec trique au sol et un seuil de tension minimale et maximale en ligne ;
- un module de commande des variations imposées aux niveaux de stockage et de délivrance d'énergie d'au moins une des unités de stockage d'énergie. Ce calculateur est un support idéal pour exécuter l'algorithme précédemment décrit. Il peut donc être centrali¬ sé ou distribué dans les véhicules, stations ou/et au sol au moyen d'un réseau de communication adapté.
Avantageusement, le module de détermination et de gestion et le module de commande sont embarqués, afin de pouvoir rapide¬ ment et le plus autonomement possible prévoir et requérir un besoin sous régime récepteur ou alternativement signaler une disponibilité de basculement en régime générateur suivant la méthode selon l'invention. Selon les infrastructures du ré¬ seau de transport public, le calculateur peut donc être relié à une interface de communication entre sol et véhicule ou tout autre réseau de communication permettant au moins de transmettre des informations de besoin ou disponibilité d'énergie d'un train à un autre, le cas échéant via ou avec des unités de stockage d'énergie en station.
Revenant à la figure 1 et la figure 2 qui y est directement associée, les instants de départ des trois trains Tl, T2, T3 ont ici été choisis de manière à répondre à une configuration pouvant être rencontrée dans l'exploitation d'un système ré¬ el. Les résultats ou paramètres liés à la méthode selon l'invention sont présentés à la Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden .. Deux zones temporelles A et B permet- tent d'analyser le fonctionnement de cette configuration. La zone A est relative au démarrage des deuxième et troisième trains T2, T3, respectivement à t=10s et t=0s, et la zone B débute à t=40s pour le démarrage du premier train Tl. En zone A, on constate que la tension délivrée par les rails pour ces deux trains chute (courbes de la figure 2 (a) ) représentant la tension d'alimentation rail captée par les trains) ce qui ac¬ tionne alors le fonctionnement de leurs unités de stockage US2, US3 sous régime générateur (courbes figure 2(c) = cou¬ rant des unités de stockage) . La participation desdites uni- tés de stockage US2, US3 à la fourniture de l'énergie de pro- pulsion est complémentaire à celle délivrée par la sous- station SS qui délivre un courant de l'ordre de 400 A (courbe pointillé figure 2 (b) = courants absorbés par les sources d'énergie « fixes et potentielles ») .
La zone de fonctionnement B concerne ensuite le démarrage du premier train Tl, mais également les phases de ralentissement des deuxième et troisième trains T2, T3. Au démarrage du pre¬ mier train Tl à t=40s, nous observons sur la figure 2 (a) une baisse de la tension d'alimentation du rail Urail liée au premier train Tl. Le premier train Tl se trouve donc dans une situation typique de régime récepteur souhaité. La figure 2 (b) illustre la participation des deux autres sources mobi¬ les qui fonctionnent alors sous mode générateur et qui concourent à la régulation de la tension des rails de distri- bution (courbes T2, T3) . Les courants des sources mobiles T2, T3 sont alors utilisés sous mode générateur pour contribuer à la propulsion du premier train Tl. Il est vérifiable que selon figure 2 (b) , le courant absorbé du premier train Tl est la somme algébrique des courants fournis par la sous-station SS et les deux autres trains T2, T3.
En d'autres termes, en régime générateur, une tension
d'alimentation algébriquement additive Uadd et provenant des deuxième et troisième unités de stockage électrique US2, US3 est appliquée sur le moyen de distribution RAIL afin de main- tenir une tension d'alimentation Urail au-dessus d'un seuil minimal prédéfini (Urail_min, non représenté) afin de répondre au régime récepteur du premier train Tl. Un apport supplémentaire de tension ou courant d'alimentation (voir Usol, figure 1 en sous-station SS alimentant le rail) est donc avantageusement évité.
D'un point de vue du premier train Tl en régime récepteur, vu qu'un surplus de tension d'alimentation Urail provenant de la seconde et la troisième unité de stockage US2, US3 en régime générateur est détecté au-dessus du seuil minimal (Urail_min, non représenté) , ce surplus est énergétiquement canalisé vers la première unité de stockage d'énergie USl dudit premier train Tl sachant qu' il est requis pour le fonctionnement du¬ dit train et permet de maintenir la tension d'alimentation Urail sous un seuil maximal prédéfini (Urail_max, non repré¬ senté) (pour une compensation de crête en puissance) et au- dessus du seuil minimal prédéfini (Urail_min) (utile pour mouvoir le premier train) .

Claims

Revendications
1. Méthode de réglage de tension d'alimentation électrique pour un fonctionnement d'au moins un véhicule alimenté par au moins :
- une première unité de stockage d' énergie électrique (US1) embarquée dans le véhicule,
- un réseau électrique au sol fournissant au véhicule au moins un apport en énergie par application d'une tension d'alimentation (Usol) via un moyen de distribution
(RAIL) électrique,
caractérisée en ce que
la première unité de stockage d'énergie (US1) est com- mandable sous deux régimes dits générateur et récepteur, en ce que :
- en régime générateur, une tension d'alimentation algébriquement additive (Uadd) et provenant de la première unité de stockage électrique (US1) est appliquée sur le moyen de distribution (RAIL) afin de maintenir une ten- sion d'alimentation (Urail) au-dessus d'un seuil minimal prédéfini (Urail_min) ;
- en régime récepteur, si un surplus de tension
d'alimentation (Urail) provenant au moins partiellement d'une seconde unité de stockage (US2) en régime généra- teur est détecté au-dessus du seuil minimal (Urail_min)
, ce surplus est énergétiquement canalisé vers la pre¬ mière unité de stockage d'énergie (US1) dudit véhicule s'il est requis pour le fonctionnement dudit véhicule et permet de maintenir la tension d'alimentation (Urail) sous un seuil maximal prédéfini (Urail_max) et au-dessus du seuil minimal prédéfini (Urail_min) .
2. Méthode selon revendication 1, pour laquelle la seconde unité de stockage d'énergie est choisie selon un schéma spatial et temporel de trafic de plusieurs véhicules d'une infrastructure du réseau électrique au sol.
Méthode selon une des revendications 1 à 2, pour la¬ quelle la seconde unité de stockage d'énergie est embar¬ quée dans au moins un second véhicule.
Méthode selon revendication 3, pour laquelle la seconde unité de stockage bascule en mode potentiellement géné¬ rateur, en particulier lorsque le second véhicule est stationné en zone de garage/maintenance/livraison.
Méthode selon une des revendications 1 à 2, pour la¬ quelle la seconde unité de stockage d'énergie est placée dans le réseau électrique au sol, telle qu'à une station de véhicule, à une zone de garage de véhicule, à une zone de distribution d'énergie d'un fournisseur ou à une zone d'alimentation d'énergie intermédiaire sur un tra¬ jet de véhicule.
Méthode selon une des revendications précédentes, pour laquelle le moyen de distribution (RAIL) électrique est étendu soit de manière continue sur un trajet du véhi¬ cule entre deux stations, idéalement par un rail ou ca¬ ténaire, soit de manière discontinue entre deux sta¬ tions, idéalement par un rail ou caténaire de longueur finie autour d'une station.
Méthode selon revendication 6, pour laquelle, dans le cas d'une distribution électrique discontinue, un régime générateur de la seconde unité de stockage est devancé temporellement par rapport au régime récepteur de la première unité de stockage, en prévoyant un stockage provisoire d'énergie dans une troisième unité de stoc¬ kage liée au moyen de distribution (RAIL) et séquentiel- lement activée en régime récepteur puis générateur, com- plémentairement aux régimes successifs de la première et la seconde unité de stockage.
Méthode selon une des revendications précédentes, pour laquelle la première unité de stockage d'énergie est re¬ chargeable par récupération d' énergie provenant au moins d'une des sources suivantes :
- du véhicule, idéalement pendant son freinage ;
- du réseau électrique au sol ;
- d' autres unités du type de la seconde unité de stoc¬ kage d'énergie qui, si embarquées récupère aussi
l'énergie de freinage de leurs véhicules associées.
Méthode selon une des revendications précédentes, pour laquelle les unités de stockage d'énergie stockent et délivrent de l'énergie au moyen d'un élément capacitif de forte puissance tel qu'au moins un super-condensateur potentiellement associable à une batterie.
Méthode selon une des revendications précédentes, pour laquelle l'unité de stockage d'énergie est commandée par un algorithme de dimensionnement et gestion du besoin énergétique prenant en compte un schéma de trafic d'une pluralité de véhicules, un intervalle tolérable de la tension d'alimentation pour chacun des véhicules et, si disponible, un groupe d'unités complémentaires de stoc¬ kage d'énergie au sol. 11. Méthode selon revendication 10, pour laquelle
l'algorithme de dimensionnement suit une logique de mi- nimisation de pic de puissance en provenance du réseau électrique au sol en compensant lesdits pics par des ap¬ ports énergétiques distribués par au moins une unité de stockage d'énergie en régime générateur. Méthode selon revendication 10 ou 11, pour laquelle l'algorithme de dimensionnement et gestion suit une lo¬ gique de minimisation de la valeur maximale du courant utile délivré en station, du moins pour maintenir ladite valeur égale ou inférieure à un seuil-cible de consomma¬ tion énergétique accordé par un distributeur du réseau électrique au sol.
Calculateur pour la mise en œuvre de la méthode selon une des revendications précédentes comprenant :
- un module de détermination et gestion de la tension d'alimentation dans un intervalle imposée par le réseau électrique au sol et un seuil de tension minimale et maximale en ligne ;
- un module de commande des variations imposées aux ni¬ veaux de stockage et de délivrance d'énergie d'au moins une des unités de stockage d'énergie.
Calculateur selon revendication 13, pour lequel le module de détermination et gestion et le module de commande sont embarqués.
Calculateur selon revendication 13 ou 14, relié par une interface de communication entre sol et véhicule.
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