[實用新型]一種高速鐵路儲能系統

有效

• 申請號: 201820715360.3
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN208257423U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 何正友;胡海濤;魏文婧;陳俊宇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/01;H02M5/458;H02J7/34
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本實用新型公開了一種高速鐵路儲能系統。儲能系統由交流開關柜，多繞組降壓變壓器以及儲能集裝箱組成，儲能集裝箱由多組并聯結構的四象限變流器，雙向DC/DC變換器以及超級電容柜依次相連。本實用新型的有益效果在于，實現了高速鐵路牽引供電系統再生制動能量的回收和再利用，V/x牽引變壓器左右供電臂間能量雙向流動和負荷平衡，并對儲能裝置投入運行后，牽引供電系統負序和諧波電流進行了補償。

技術領域

本實用新型涉及牽引供電系統領域，特別是一種高速鐵路儲能系統及其控制方法。

背景技術

高速鐵路具有速度快，運量大，安全性好等優點，近年來得到了迅速發展。高速動車組在制動過程中，優先采用再生制動的方式，產生了大量再生能量。當前，這部分再生能量主要有3種處理方式：1)被同一供電臂上處于非再生工況的動車組消耗；2)以熱能的形式被制動電阻消耗；3)返送回電力系統，但電力系統不對其進行計費或反向正計。這使得再生能量未得到充分的利用，同時給鐵路部門帶來了一定的經濟損失，不符合我國建設資源節約型社會的發展需求。因此，研究高速鐵路牽引供電系統再生能量的回收利用，對實現節能減排降耗具有重要的現實意義。儲能型再生制動能量回收方案具有削峰填谷，靈活性高等優勢，是近年來研究的熱點，實現高速鐵路再生制動能量存儲和再利用的關鍵在于接口電路拓撲結構及其控制策略的設計。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高速鐵路儲能系統，實現高速列車再生制動能量的存儲與再利用。

實現本實用新型目的的技術方案如下：

一種高速鐵路儲能系統，V/x牽引變壓器左供電臂連接到左側多繞組降壓變壓器的初級，左側多繞組降壓變壓器的一個次級對應連接到左側多重四象限變流器的一個輸入端，左側多重四象限變流器的所有輸出端并聯后連接到雙向DC/DC變換器的輸入端；V/x牽引變壓器右供電臂連接到右側多繞組降壓變壓器的初級，右側多繞組降壓變壓器的一個次級對應連接到右側多重四象限變流器的一個輸入端，右側多重四象限變流器的所有輸出端并聯后連接到雙向DC/DC變換器的輸入端；支撐電容并聯連接到雙向DC/DC變換器的輸入端；雙向DC/DC變換器的輸出端連接到超級電容。

進一步地，還包括左側交流開關柜和右側交流開關柜；所述V/x牽引變壓器左供電臂通過左側交流開關柜連接到左側多繞組降壓變壓器的初級，所述V/x牽引變壓器右供電臂通過右側交流開關柜連接到右側多繞組降壓變壓器的初級。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：(1)有效存儲和再利用高速動車組產生的大量再生制動能量，平抑牽引負荷波動性；(2)實現兩供電臂能量雙向流動、動態補償牽引供電系統負序和諧波電流；(3)交-直-交模塊采用并聯多重化結構，并通過雙向DC/DC變流器錯降低儲能裝置的紋波電流；(4)兩供電臂共用一套儲能裝置，并為新能源接入預留了接口；(5)超級電容采用模塊化的結構，可以根據不同功率或者能量進行增減。

附圖說明

圖1為V/x接線牽引變壓器下高速鐵路儲能系統拓撲結構示意圖；

圖2為儲能集裝箱并聯多重化四象限變流器控制原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行進一步說明。

圖1所示為V/x接線牽引變壓器下高速鐵路儲能系統拓撲結構示意圖。該系統主要由交流開關柜，多繞組降壓變壓器以及儲能集裝箱組成。具有如下幾種功能：1)動車組制動時，對牽引供電系統中的剩余再生制動能量進行存儲；2)動車組牽引時，儲能裝置放電為動車組運行提供部分電能；3)實現V/x牽引變壓器左右供電臂間能量雙向流動和負荷平衡；4)對儲能裝置投入運行后，牽引供電系統負序和諧波電流進行補償。