[發明專利]牽引供電系統及方法

有效

• 申請號: 201210225702.0
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102738810A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 周方圓;黃燕艷;文韜;吳強;蔡蔚;石二磊;朱建波;鄧建華;龍禮蘭;邱文俊;吳選保;彭勃;唐建宇;張典;周靖;楊磊;毛金平
• 申請（專利權）人: 株洲變流技術國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及電能質量綜合治理的技術領域，更具體地說，涉及一種應用斯科特（SCOTT）變壓器牽引供電的系統及方法。

背景技術

近年來我國電氣化鐵路發展十分迅速，具有運載能力強、行車速度快、節約能源高、環境污染小等優點，為國民經濟的快速發展起到了舉足輕重的作用。然而由于電力機車為大功率單相負荷，具有非線性、不對稱性和波動性等特點，因此，在運行過程中會產生大量的負序、無功和諧波電流注入電網，使電網電壓波動畸變、三相不平衡和功率因數低，對電力牽引供電系統的安全、穩定和經濟運行帶來嚴重的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種牽引供電的系統及方法，以實現對牽引供電系統負序、無功和諧波的綜合治理。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種牽引供電系統電能質量綜合治理的系統，包括：第一變壓器、第二變壓器、第一濾波器、第二濾波器、功率調節器、電流檢測裝置和控制器；其中：

所述電流檢測裝置分別與第一供電線和第二供電線相連，用于采集并發送所述第一供電線和第二供電線的電流信號；

所述控制器分別與電流檢測裝置、第一濾波器、第二濾波器和功率調節器相連，用于接收所述第一供電線和第二供電線的第一電流信號，并根據所述電流信號調節所述第一濾波器、第二濾波器和功率調節器的容量；

所述功率調節器分別與第一變壓器和第二變壓器的副邊相連，用于平衡所述第一供電線和第二供電線的有功功率、補償無功功率和濾除諧波；

所述第一濾波器和第二濾波器分別與第一變壓器和第二變壓器的副邊相連，用于所述第一供電線和第二供電線的無功功率補償和諧波濾除。

優選地，所述系統還包括：電流跟蹤控制器和直流側電壓檢測裝置；其中：

所述電流跟蹤控制器分別與所述功率調節器輸出端和控制器相連，用于采集所述功率調節器的輸出第二電流信號，并將所述第二電流信號發送至控制器中；

所述直流側電壓檢測裝置分別與所述功率調節器的直流側和控制器相連，用于采集所述功率調節器的直流側電壓信號，并將所述電壓信號轉換為第三電流信號發送至控制器中。

優選地，所述第一電流信號包含有功分量信息和無功分量信息。

優選地，所述第一變壓器和第二變壓器均為單相多繞組變壓器。

優選地，所述第一濾波器和第二濾波器均為晶閘管控制濾波器。

優選地，所述晶閘管濾波器由多組由兩個反向并聯的晶閘管串聯電容和電抗的支路并聯組成。

優選地，所述功率調節器由多組由兩個分別串聯第一電抗和第二電抗的電壓源變流器背靠背并聯電容的支路并聯組成；其中：

所述每一支路的第一電抗與第一變壓器的副邊相連，第二電抗與第二變壓器的副邊相連。

一種牽引供電系統電能質量綜合治理的方法，包括：

采集第一供電線和第二供電線的第一電流信號，并將所述電流信號發送至控制器；

所述控制器根據所接收的第一電流信號調節所述第一濾波器、第二濾波器和功率調節器的容量；

經過容量調節后的功率調節器對第一供電線和第二供電線進行有功功率平衡、無功功率補償和諧波濾除；

經過容量調節后的第一濾波器和第二濾波器分別對第一供電線和第二供電線的無功功率進行補償和諧波濾除。

優選地，所述方法還包括：

采集所述功率調節器的輸出第二電流信號，并將所述第二電流信號發送至控制器中；

采集所述功率調節器的直流側電壓信號，并將所述電壓信號轉換為第三電流信號發送至控制器中；

控制器根據所接收的第一電流信號和第二電流信號進行滯環比較，根據所述直流側電壓信號進行PI調節。

優選地，所述第一電流信號包含有功分量信息和無功分量信息。

優選地，所述第一濾波器和第二濾波器均為晶閘管控制濾波器。

優選地，所述晶閘管濾波器由多組由兩個反向并聯的晶閘管串聯電容和電抗的支路并聯組成。

優選地，所述功率調節器由多組由兩個分別串聯第一電抗和第二電抗的電壓源變流器背靠背并聯電容的支路并聯組成；其中：

所述每一支路的第一電抗與第一變壓器的副邊相連，第二電抗與第二變壓器的副邊相連。