[發明專利]軌道交通牽引供電系統及其控制方法、系統及相關組件

有效

• 申請號: 202011147149.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112350326B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 徐紹龍;饒沛南;陳潔蓮;張敏;王雄;翁星方;尹維恒;陳廣贊;李紅波;胡平;蔡宇峰;陶洪亮;吳雪峰
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/28;H02J3/01;H02J3/18;H02J5/00;B60L9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉翠香

本申請公開了一種軌道交通牽引供電系統，包括：高壓交流供電母線、多個雙向變流器、為列車供電的直流供電母線、多組站內設備；每個雙向變流器的一端均與高壓交流供電母線連接，另一端均與直流供電母線連接；每組站內設備均與高壓交流供電母線連接。本申請利用雙向變流器連接直流供電母線和交流供電母線，靈活分配直流供電母線和交流供電母線上的功率輸出大小和方向，主動控制降低了可能出現的網壓波動，同時實現了電壓變換、制動反饋、諧波治理和無功補償，進而提高了再生制動能量回收效率和牽引供電效率，從而實現整個供配電網絡的綠色、可控、安全、高效、智能化運行。本申請還相應公開了一種軌道交通牽引供電系統的控制方法、系統及相關組件。

技術領域

本發明涉及軌道交通牽引供電領域，特別涉及一種軌道交通牽引供電系統及其控制方法、系統及相關組件。

背景技術

當前，國內外城市軌道交通供電通常均采用DC1500V/750V進行供電，且均采用二極管整流機組從35kV或10kV交流電網取電，一個牽引變電所通常包括兩個12脈沖整流器構成24脈沖整流機組為直流牽引網供電。同時出于節能減排，軌道線路中會設置能饋裝置，用于將列車制動能饋反饋至交流電網，做到能量的二次利用。

由于牽引供電系統不控整流、脈沖式用能等特點，導致系統中存在大量低次諧波、功率因數不高，需要額外配置諧波治理和無功補償裝置，同時因為二極管下垂特性，導致網壓波動較大，線路損耗占比高。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是目前本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種軌道交通牽引供電系統及其控制方法、系統及相關組件，利用雙向變流器替換原二極管整流機組，避免了二極管下垂特性導致的網壓波動，提高了牽引供電效率，進一步提升了供電網絡的電能質量。其具體方案如下：

一種軌道交通牽引供電系統，包括：高壓交流供電母線、多個雙向變流器、為列車供電的直流供電母線、多組站內設備；

每個所述雙向變流器的一端均與所述高壓交流供電母線連接，另一端均與所述直流供電母線連接；

每組所述站內設備均與所述高壓交流供電母線連接。

優選的，所述軌道交通牽引供電系統還包括：

與所述高壓交流供電母線連接的新能源發電系統。

優選的，所述軌道交通牽引供電系統還包括：

與所述直流供電母線連接的儲能設備。

優選的，所述高壓交流供電母線具體為：

由母聯開關連接、分別由不同的高壓交流電源供電的多個高壓交流供電母線。

優選的，所述軌道交通牽引供電系統還包括：

向所述雙向變流器輸出控制信號的ECMS。

優選的，所述ECMS用于根據所述雙向變流器的電氣狀態信息進行最優潮流計算確定所述控制信號。

優選的，所述ECMS與所述雙向變流器利用光纖或4G通信模塊建立通信鏈路。

優選的，所述ECMS與ATS連接，還用于根據所述ATS的車輛運行信息確定所述控制信號。

相應的，本申請還公開了一種軌道交通牽引供電系統的控制方法，應用于如上文任一項所述軌道交通牽引供電系統，所述控制方法包括：

構建所述軌道交通牽引供電系統的算法模型；

獲取所述軌道交通牽引供電系統的電氣狀態信息；

利用所述算法模型和所述電氣狀態信息進行最優潮流計算，并向多個雙向變流器輸出控制信號。