[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路牽引變電所聯(lián)合補償系統(tǒng)及補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410016606.4
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN104779623B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳謙;鞠平;李卓然;陳霄逸;吳恒;金宇清;徐愛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路牽引變電所聯(lián)合補償系統(tǒng)及補償方法，屬于電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了減少電氣化鐵路接入對公共電網(wǎng)的影響，通常會在牽引變安裝鐵路功率調(diào)節(jié)裝置即RPC（Railway?Power?Conditioner）等電力電子補償設(shè)備。常規(guī)的RPC都是基于單個牽引變電所設(shè)計，若要達到較好的補償效果，需要較大的設(shè)備容量，因此建設(shè)成本和運行損耗都很高。而采用多個牽引變電所則都是由同一個高壓變電所供電，只要電鐵產(chǎn)生的負序電流不經(jīng)過高壓變電所流入公共電網(wǎng)，對電網(wǎng)的影響就十分有限，即使存在一定的負序污染，也被限制在由高壓變電所到牽引變的供電線路所構(gòu)成的很小區(qū)域內(nèi)。

一方面，如果對單個牽引變進行獨立補償，對每個牽引變的補償容量要求都很高，而由于存在供電線路不平衡及牽引變自身運行參數(shù)不對稱等問題，即使容量設(shè)置足夠大，實際上仍有負序電流流出牽引變。另一方面，各個牽引變產(chǎn)生的負序電流相位是不一致的，如果匯流后可自然抵消一部分。所以通過聯(lián)合補償可以調(diào)節(jié)各個牽引變負序電流的幅值和相位，使得匯流后的負序電流更容易降到零。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：基于常規(guī)RPC獨立補償?shù)娜秉c和多個RPC聯(lián)合補償?shù)膬?yōu)點，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種可顯著減少補償容量的電氣化鐵路牽引變電所聯(lián)合補償系統(tǒng)及補償方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電氣化鐵路牽引變電所聯(lián)合補償系統(tǒng)，包括公共電網(wǎng)供電母線，公共電網(wǎng)供電母線同一供電路徑下接有的至少兩個牽引變電所，牽引變電所內(nèi)安裝的鐵路功率調(diào)節(jié)裝置即RPC和上層控制器；

所述牽引變電所采用Scott變壓器，輸出端為T端和M端，相位相差90°，牽引負荷分別接在T端和M端；

所述鐵路功率調(diào)節(jié)裝置的交流側(cè)接于Scott變壓器的T端和M端。

其中，所述上層控制器包括檢測模塊、控制模塊、接收模塊和人機交互模塊，所述檢測模塊包括負載功率檢測單元和RPC補償狀態(tài)檢測單元，負載功率檢測單元接在各Scott變壓器的T端和M端，RPC補償狀態(tài)檢測單元接于各RPC的就地控制器上；所述控制模塊，包括根據(jù)聯(lián)合補償方法進行算法計算，生成RPC控制器運行參考值的服務(wù)器；所述接收模塊為進行通訊數(shù)據(jù)接收以及通訊數(shù)據(jù)格式和控制器數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通訊設(shè)備；所述人機交互模塊包括可進行運行參數(shù)顯示和運行參數(shù)設(shè)定的輸入/輸出裝置。

一種電氣化鐵路牽引變電所聯(lián)合補償方法，包括以下步驟：

（1）公共電網(wǎng)通過公共電網(wǎng)供電母線向牽引變電所供電，上層控制器在線采集各牽引負荷的功率消耗和各RPC可用容量；

（2）以公共電網(wǎng)供電母線注入公共電網(wǎng)的總負序電流，即匯流后的負序電流為補償目標，其有功分量和無功分量分別為各站有功差額總和???????????????????????????????????????????????和各站無功差額總和，通過補償方法將補償目標分配到位于不同牽引變的RPC；

（3）指定最靠近公共電網(wǎng)供電母線的RPC作為終端RPC進行校正，根據(jù)連接點本身或靠近連接點的負序電流值，通過終端RPC的控制目標，產(chǎn)生就地補償信號，并與上層控制器的指令疊加。

其中，所述步驟（2）中的補償方法包括兩種工作模式：比例模式和順序模式，比例模式是將總的補償目標按照比例分配給各RPC，而不考慮各RPC容量限制；順序模式是從距離公共電網(wǎng)供電母線最遠的RPC開始，依次按照最大可用容量進行補償，直到需要補償?shù)目偣β史峙渫戤呏埂?/p>

其中，所述步驟（3）中所述的終端RPC的控制目標為：T側(cè)控制負序有功電分量為零，首先補償負序無功分量為零，其次補償一半的正序無功分量為零；M側(cè)控制直流側(cè)電壓為恒定；補償一半的正序無功分量為零。

發(fā)明原理：本發(fā)明系統(tǒng)由底層的鐵路功率調(diào)節(jié)裝置和上層控制器組成，適用于高壓變電所的同一公共電網(wǎng)供電母線下接有多個牽引變電所的情況，且牽引變采用SCOTT變壓器。每個牽引變內(nèi)部，安裝一臺RPC，其交流側(cè)分別接于變壓器的兩個低壓端。上層控制器在線采集各站牽引負荷的功率和各RPC可用容量，因為各個牽引變產(chǎn)生的負序電流相位是不一致的，如果匯流后可自然抵消一部分。所以通過聯(lián)合補償統(tǒng)一優(yōu)化各RPC的控制目標值，并向每個底層RPC實時發(fā)送，可以調(diào)節(jié)各個牽引變負序電流的幅值和相位，使得匯流后的負序電流更容易降到零。最后一個RPC具有終端校正功能，能夠消除存在供電線路不平衡及牽引變自身運行參數(shù)不對稱等問題。