[實(shí)用新型]一種電氣化鐵路同相儲(chǔ)能供電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021641696.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN212258428U
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李群湛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;B60M3/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本實(shí)用新型提供了一種電氣化鐵路同相儲(chǔ)能供電系統(tǒng)、控制方法及控制單元，涉及電氣化鐵路牽引供電技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)置在同相供電母線上的電壓互感器和設(shè)置在饋線上的電流互感器測(cè)量端分別與測(cè)控單元的檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，牽引主變壓器的牽引側(cè)繞組一端接地，另一端與同相供電母線連接，第一牽引匹配變壓器的n組變流側(cè)繞組與n組同相變流器并聯(lián)側(cè)端口一一對(duì)應(yīng)連接，第二牽引匹配變壓器的m組變流側(cè)繞組與m組儲(chǔ)能變流器交流側(cè)端口一一對(duì)應(yīng)連接；電壓互感器和電流互感器測(cè)量端分別與測(cè)控單元的檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，測(cè)控單元的控制信號(hào)輸出端與同相變流器的控制端和儲(chǔ)能變流器的控制端連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電氣化鐵路牽引供電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電氣化鐵路中的電力機(jī)車停站減速或下坡時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量再生制動(dòng)能量，傳統(tǒng)的牽引供電方式下，這部分能量被同行列車吸收的比例較低，大部分返送至電網(wǎng)，由于其屬于非計(jì)劃內(nèi)發(fā)電，會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來不良影響，電力系統(tǒng)往往對(duì)電氣化鐵路再生制動(dòng)返送能量加以懲罰，如采用“返送不計(jì)”甚至“返送正計(jì)”計(jì)量方式核算牽引供電用戶電費(fèi)，為了減少再生制動(dòng)能量的返送量，提出儲(chǔ)能的技術(shù)方案，將再生制動(dòng)能量存儲(chǔ)起來，并在牽引時(shí)加以釋放。現(xiàn)有技術(shù)方案多數(shù)是在兩個(gè)供電臂分別設(shè)置兩套儲(chǔ)能裝置，它依賴兩個(gè)供電臂的再生工況，對(duì)儲(chǔ)能裝置容量需要較大，投資較大，而實(shí)際的計(jì)量值遠(yuǎn)小于兩臂再生制動(dòng)能量之和，最重要的是，它不能在牽引供電系統(tǒng)內(nèi)直接利用再生制動(dòng)能量，也不能解決電分相問題。此外，電氣化鐵路牽引負(fù)荷波動(dòng)劇烈，負(fù)荷功率峰值不僅在技術(shù)上引起以負(fù)序?yàn)橹鞯碾娔苜|(zhì)量問題，還增加了牽引變壓器的容量需求，給牽引所帶來不少的容量電費(fèi)。合理的削除牽引負(fù)載峰值，不僅可以改善牽引電能質(zhì)量，還可以降低牽引所的電費(fèi)支出。

結(jié)合同相供電技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)，能將牽引供電的性能進(jìn)一步提升，目前，有部分基于同相融合儲(chǔ)能的牽引供電專利方案，其儲(chǔ)能裝置一般接在同相變流器的直流母線上。此類方案中，同相變流器直流母線結(jié)構(gòu)以及母線電壓等級(jí)會(huì)影響到儲(chǔ)能器的配置，例如采用高壓級(jí)聯(lián)拓?fù)涞耐嘧兞髌鳎渲绷髂妇€數(shù)量比較多，且屬于高壓電，對(duì)應(yīng)需要配置多個(gè)儲(chǔ)能支路，且每個(gè)支路儲(chǔ)能裝置的絕緣須按照高壓絕緣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加技術(shù)難度和成本，也在一定程度影響了儲(chǔ)能器配置的獨(dú)立性和靈活性。

同相供電技術(shù)可以使機(jī)車的回饋電能最大限度的直接被牽引網(wǎng)內(nèi)的處于牽引工況的機(jī)車?yán)茫欣诮档蜖恳儔浩骱蛢?chǔ)能的容量需求；而儲(chǔ)能裝置能夠進(jìn)行牽引負(fù)載的削峰填谷，進(jìn)一步降低牽引變壓器的容量需求，同時(shí)削峰可以降低負(fù)序。如何以最優(yōu)的方式將同相供電和儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合起來，是業(yè)界研究的熱點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的的第一方面是提供一種電氣化鐵路同相儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，它能有效地解決同相供電系統(tǒng)的儲(chǔ)能的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種電氣化鐵路同相儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，包括牽引主變壓器，設(shè)置在同相供電母線上的電壓互感器和設(shè)置在饋線上的電流互感器測(cè)量端分別與測(cè)控單元的檢測(cè)信號(hào)輸入端連接，牽引主變壓器的牽引側(cè)繞組一端接地，另一端與同相供電母線連接，同相供電母線通過饋線與牽引網(wǎng)連接；第一牽引匹配變壓器變流側(cè)繞組2a設(shè)置n組，同相變流器設(shè)置n組，第一牽引匹配變壓器的n組變流側(cè)繞組2a與n 組同相變流器并聯(lián)側(cè)端口一一對(duì)應(yīng)連接，同相變流器串聯(lián)側(cè)端口級(jí)聯(lián)后與高壓匹配變壓器的次邊繞組連接；第二牽引匹配變壓器變流側(cè)繞組3b設(shè)置m組，儲(chǔ)能變流器和儲(chǔ)能器均設(shè)置m組，第二牽引匹配變壓器的m組變流側(cè)繞組3b與m組儲(chǔ)能變流器交流側(cè)端口一一對(duì)應(yīng)連接，m組儲(chǔ)能變流器直流側(cè)端口與m組儲(chǔ)能器一一對(duì)應(yīng)連接，其中，n≥1，m≥1；

測(cè)控單元的控制信號(hào)輸出端分別與各個(gè)同相變流器的控制端和各個(gè)儲(chǔ)能變流器的控制端連接；

第一牽引匹配變壓器的牽引側(cè)繞組一端接地，另一端與同相供電母線連接，第二牽引匹配變壓器的牽引側(cè)繞組一端接地，另一端與同相供電母線連接；

或者第一牽引匹配變壓器和第二牽引匹配變壓器共用同一牽引側(cè)繞組，共用的牽引側(cè)繞組一端接地，另一端與所述同相供電母線連接。