[發明專利]一種具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備及控制方法

有效

• 申請號: 202110471778.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113300307B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 姚鵬;汝萍;巫耀光;謝宜舜;朱志偉;龐江華;林林;范強軍
• 申請（專利權）人: 珠海萬力達電氣自動化有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/01
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

本發明涉及一種具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備與控制方法，該互聯裝備包括低阻抗多繞組變壓器、多個功率單元、高壓濾波器和低阻抗輸出變壓器；低阻抗多繞組變壓器的高壓側與電氣化鐵路接觸網和回流線相連，低阻抗多繞組變壓器的多個低壓側繞組與多個功率單元的整流側一一相連，多個功率單元的逆變側組成的三相三線級聯逆變器的輸出側連接有高壓濾波器后與低阻抗輸出變壓器相連；本互聯裝備的控制方法包括鐵路牽引供電系統融冰的控制、鐵路電力供配電系統融冰控制、互聯運行控制；這樣既可實現對鐵路牽引接觸網、鐵路電力供配電網的導線覆冰融化，還能將鐵路牽引27.5kV轉換為10kV為鐵路電力供配電網供電，具有不改變互聯裝備拓撲，只改變控制方法就能實現互聯裝備的多種功能的優點。

技術領域

本發明屬于電氣化鐵路技術領域，尤其涉及一種具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備及控制方法。

背景技術

鐵路電力系統包括了鐵路牽引供電系統和鐵路電力供配電系統。鐵路牽引電力系統為27.5kV供電，而鐵路電力供配電系統為10kV系統。申請人發現，在鐵路電力系統中常存在兩個重要問題：第一是在我國西北地區，10kV電源匱乏，周圍缺乏公用電網建設項目，造成鐵路電力供配電系統無電可用或者電源數量不足降低了供電可靠性；第二是，在部分地區存在高寒、高濕問題，冬季極易遭受架空導線覆冰問題。

如果能發明一種能將27.5kV轉換為10kV，將鐵路牽引電力系統的電能變換給鐵路公配電系統使用，同時在發生冬季覆冰問題時通過指令控制實現增大電流融冰，將會是一種理想的解決方案。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備與控制方法，可以將鐵路牽引電力系統與鐵路電力供配電系統互聯運行，把鐵路牽引電能質量惡劣的27.5kV轉換為高質量的10kV為鐵路供配電系統供電；同時，通過諧波在線路電感、電容參數上諧振原理，利用電流放大效應解決了鐵路牽引電力系統的接觸網和鐵路電力供配電系統的架空線在冬季容易覆冰問題；本發明方法在不改變互聯裝備拓撲結構的基礎上只需改變互聯裝備的控制過程即可實現線路融冰，提高了互聯裝備的利用率和復用率，減少了鐵路運維人員對大型融冰裝置的投資。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備，包括有低阻抗多繞組變壓器、多個功率單元、高壓濾波器和低阻抗輸出變壓器；其中，所述低阻抗多繞組變壓器的高壓側與電氣化鐵路接觸網和回流線相連，所述低阻抗多繞組變壓器的多個低壓側繞組與多個功率單元的整流側一一相連，所述多個功率單元的逆變側組成三相三線級聯逆變器，且所述三相三線級聯逆變器的輸出側連接有高壓濾波器后與低阻抗輸出變壓器相連；所述功率單元由PWM整流器、PWM逆變器、直流儲能平波電容組成，所述PWM整流器的輸入側與低阻抗多繞組變壓器的低壓側相連，所述PWM整流器的輸出側與PWM逆變器的直流側連接，所述直流儲能平波電容并聯在PWM整流器的輸出側和PWM逆變器的直流側之間。

本發明還提供了一種上述的具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備的控制方法，包括鐵路牽引供電系統融冰的控制、鐵路電力供配電系統融冰控制、互聯運行控制；其中，所述鐵路牽引供電系統融冰的控制為奇數次諧波概率頻掃控制，所述鐵路電力供配電系統融冰的控制為3的倍數次諧波概率頻掃控制。

進一步地，所述的奇數次諧波概率頻掃控制，具體包括以下步驟：

a1.以具有雙網融冰功能的鐵路電力系統互聯裝備的輸入側安裝點為初始位置，在線路上不同的兩處位置分別采集線路電流；