[實用新型]一種利用電氣化鐵路再生制動能量的供電構造

有效

• 申請號: 201822164687.9
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN209320716U
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 黃小紅;李群湛;唐思達;廖勤宇;楊乃琪
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L55/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本實用新型提供了一種利用電氣化鐵路再生制動能量的供電構造，涉及電氣化鐵路節能技術領域。兩套三相交直變流系統直流側背靠背連接，其直流側公共端通過DC/DC變換器連接儲能器，交流側分別連接至牽引變電所牽引母線側和車站10kV三相低壓配電母線側。協調控制器獲取牽引變電所牽引臂的電壓、電流信號及儲能器的荷電狀態，協調控制三相交直變流系統和DC/DC變換器進行功率交換，實現列車再生制動能量向車站低壓配系統的轉換，并將轉換后剩余的再生制動能量存儲至儲能器。該實用新型構造及控制方法簡單可靠，易于實施。

技術領域

本實用新型涉及電氣化鐵路節能技術領域，特別涉及電氣化鐵路再生制動能量利用。

背景技術

電氣化鐵路電力機車在制動過程中會產生很大的再生制動能量，若同一供電臂中有其它電力機車處于牽引狀態，可對再生制動能量加以吸收，有利于節能減排。然而，由于供電臂長度受限，處于再生制動和牽引的列車往往在不同的供電臂，另外，牽引和再生制動的同時性、功率吻合性差，因此，再生制動能量不能被充分利用。

同相供電技術取消了牽引變電所處的電分相，延長了供電臂長度，有利于再生制動能量的利用。然而，當供電臂中總的再生制動能量大于牽引能量時，再生制動能量不能被完全利用，或者行車密度低，同一供電臂中牽引和再生制動工況的列車無法同時出現時，再生制動能量也無法利用。

儲能技術是提高再生制動能量利用率的另一途徑。即，通過在牽引變電所左右供電臂上分別設置儲能裝置，對列車再生能量進行回收，并在列車牽引時加以利用；或者，借鑒日本的鐵路功率調節器RPC技術，在其直流側設置儲能裝置，實現再生制動能量在左右供電臂之間轉移，并對轉移后剩余的再生制動能量加以存儲。然而，當牽引變電所再生能量較大時，對儲能裝置的功率和能量密度要求都很高，投資大。對于既有線而言，裝置占地面積也受到限制。

一些大型車站，如上海站，列車進站頻繁，再生制動能量較大，同時車站站內低壓配電設備用電也較多。將列車再生制動能量轉化為車站站內設備用電，剩余的能量再加以存儲，起到一舉兩得的效果，既充分利用了再生制動能量，又節省儲能裝置容量。鑒于此，研制電氣化鐵路再生制動能量的利用尤其必要。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種利用電氣化鐵路再生制動能量的供電構造，它能有效地解決列車再生制動能量的存儲和有效利用的技術問題。

本實用新型為實現其目的，采用以下技術方案：一種利用電氣化鐵路再生制動能量的供電構造，包括牽引變電所牽引母線TBa、牽引母線TBb、鋼軌R、車站10kV配電母線RDB、三相交直變流器COa、三相交直變流器COb、DC/DC變換器DDC、儲能器SD，三相交直變流器COa的直流側DCLa與三相交直變流器COb的直流側DCLb相連，構成背靠背結構，其直流側公共端通過DC/DC變換器DDC接至儲能器SD；三相交直變流器COa的交流側三相端子分別通過電纜CAx接至牽引母線TBa、通過電纜CAy接至牽引母線TBb、通過電纜CAz接至鋼軌R；三相交直變流器COb的交流側三相端子通過三相電纜分別接至車站10kV配電母線RDB的a相、b相和c相；協調控制器CC設有In1～In5五個輸入端和Out1～Out3三個輸出端，其中，輸入端In1接至牽引母線TBa的電壓互感器PTa的二次側，輸入端In2接至牽引饋線TFa的電流互感器CTa的二次側，輸入端In3接至牽引母線TBb的電壓互感器CTb的二次側，輸入端In4接至牽引饋線TFb的電流互感器CTb的二次側，輸入端In5接至儲能器SD荷電狀態輸出端，輸出端Out1接至三相交直變流器COa的控制端，輸出端Out2接至三相交直變流器COb的控制端，輸出端Out3接至DC/DC變換器DDC的控制端。

所述的牽引饋線TFa有并列的n路時，電流互感器CTa也為n個，則輸入端In2設置為n路，分別接至n個電流互感器CTa的二次側；所述的牽引饋線TFb有并列的n路時，電流互感器CTb也為n個，則輸入端In4設置為n路，分別接至n個電流互感器CTb的二次側，n≥2。