[發明專利]一種電氣化鐵路三相光伏儲能系統的控制方法

有效

• 申請號: 201710138183.7
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106849836B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 劉俊峰;陳維榮;嚴帆;杜彪;趙淦;易金印;戴朝華;鄔明亮;解紹鋒;高巖;趙化博
• 申請（專利權）人: 中廣核太陽能開發有限公司;西南交通大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02S10/20;H02J7/34
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明公開一種電氣化鐵路三相光伏儲能系統的控制方法，通過實時檢測牽引供電系統與光伏發電系統的運行狀態，動態分配儲能系統的充放電功率，對光伏電能進行“削峰填谷”，實現了光伏電能的“自發自用”；極端情況下對光伏系統進行棄光限電，避免光伏接入后牽引供電系統向電力系統反送功率，從而使光伏的接入不影響牽引供電系統本身的安全穩定運行。本發明可顯著提高對光伏電能的消納能力，同時可避免牽引供電系統向電力系統反送功率，從根本上解決了無儲能光伏發電系統三相接入牽引供電系統時可能出現的三相潮流不同向問題。

技術領域

本發明屬于牽引供電系統技術領域，特別是涉及一種電氣化鐵路三相光伏儲能系統的控制方法。

背景技術

鐵路和光伏發電是我國目前正在大力發展的兩大領域。截至2015年底，我國鐵路營業里程達到了12.1萬公里，根據國家發改委印發的《中長期鐵路網規劃》，我國的鐵路網將在2020年達到15萬公里，覆蓋80％以上的大城市，2025年鐵路網規模達到17.5萬公里。根據2007年我國制定的《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年我國的太陽能發電總容量將達到180萬kWp，而隨著今年來光伏發電技術的快速發展，這一數字有望達到10萬MWp。

鐵路和光伏的快速發展，為將光伏應用于鐵路領域提供了契機，不僅有利于提高我國消耗能源中新能源的占比，同時有助于鐵路領域的節能減排和可再生能源利用，具有良好的經濟價值和社會價值。

現有研究對光伏發電接入電氣化鐵路牽引供電系統的接入形式進行了初步探索，其中光伏發電三相接入的方式因三相光伏逆變器、三相儲能變流器的高適應性、大容量而具有一定的優勢。但光伏發電三相接入后，會對牽引供電系統產生一定的負面影響：牽引負荷是一種不對稱性較強的負荷，而三相光伏逆變器的輸出電流三相對稱，這就容易引起運行過程中電力系統與牽引供電系統的連接點處三相潮流不同向的問題，對電能計量、電力系統調度造成了困難，甚至危害電力系統的安全穩定運行。

發明內容

為了解決上述問題，提高光伏發電接入牽引供電系統的適應性，本發明提出了一種電氣化鐵路三相光伏儲能系統的控制方法，通過實時檢測牽引供電系統與光伏發電系統的運行狀態，動態分配儲能系統的充放電功率，對光伏電能進行“削峰填谷”，實現了光伏電能的“自發自用”；極端情況下對光伏系統進行棄光限電，避免光伏接入后牽引供電系統向電力系統反送功率，從而使光伏的接入不影響牽引供電系統本身的安全穩定運行。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種電氣化鐵路三相光伏儲能系統的控制方法，通過實時檢測牽引供電系統、光伏發電系統和儲能系統的運行狀態，從而控制儲能系統的充放電功率以及光伏發電系統的運行狀態，包括步驟：

S100，實時檢測牽引供電系統兩條供電臂的電壓和電流的幅值及相位，得到兩條供電臂的電壓相量U_α和U_β，以及得到兩條供電臂的電流相量I_α和I_β；實時檢測牽引供電系統高壓側三相電壓的幅值和相位，得到高壓側的三相電壓相量U_p、U_q和U_r；實時檢測光伏發電系統的輸出功率P_PV；以及實時檢測儲能系統的荷電狀態SOC；

S200，利用兩條供電臂的電壓相量U_α和U_β與電流相量I_α和I_β，計算牽引負荷的實時用電功率，即有功功率P_α和P_β以及無功功率Q_α和Q_β；