[發(fā)明專利]一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210259739.9
• 申請(qǐng)日: 2022-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114530865A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束洪春;王世信;雷順廣;田鑫萃;劉太文;梁博;胡毅男;田雨松;曠宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/16
• 代理公司: 昆明明潤(rùn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

1.一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

交流電網(wǎng)，用于深井非煤礦電氣化鐵道的電源，采用恒定交流電壓源；

LCC換流站，用于將交流電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡缓髮㈦娔軅鬏斀o牽引電網(wǎng)；

牽引電網(wǎng)，用于給深井非煤礦礦車提供±500V的直流電；

VSC逆變站，用于連接牽引電網(wǎng)末端，將牽引電網(wǎng)的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，然后匯入交流電網(wǎng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理系統(tǒng)，其特征在于：所述LCC換流站采用定電流控制，VSC逆變站采用定電壓控制，牽引電網(wǎng)采用單極運(yùn)行，與電氣化鐵道構(gòu)成回路。

3.一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理方法，采用權(quán)利要求1～2任意一項(xiàng)所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理系統(tǒng)，其特征在于，具體步驟為：

Step1：VSC逆變站采用STATCOM運(yùn)行方式，通過(guò)STATCOM動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償；

Step2：建立VSC逆變站直流側(cè)直流功率與交流電網(wǎng)有功功率之間的等式關(guān)系，同時(shí)建立VSC逆變站直流側(cè)、VSC在STATCOM運(yùn)行方式下的無(wú)功功率與交流電網(wǎng)無(wú)功功率的等式關(guān)系；

Step3：根據(jù)深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，和系統(tǒng)的固定參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)功率的等式關(guān)系得到非額定運(yùn)行情況下STATCOM系統(tǒng)對(duì)交流電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理方法，其特征在于，所述Step2具體為：

深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)在非額定運(yùn)行情況下，由VSC逆變站的固有參數(shù)X、A和交流電網(wǎng)等值電動(dòng)勢(shì)E為已知量，γ為關(guān)斷角，m為VSC交流濾波器和電容器提供的總無(wú)功功率與相應(yīng)直流功率的比值，聯(lián)立VSC逆變站與交流電網(wǎng)之間Q_S，P_N，Q_N，I_N，U_N，β，δ，P_M，Q_M，Q_C，Q_B，K，σ，x的等式關(guān)系；

其中，Q_S為STATCOM系統(tǒng)的額定容量，P_N為直流受端的直流功率，Q_N為直流受端消耗的無(wú)功功率，I_N為直流受端的直流電流，U_N是直流受端的直流電壓，Q_C為無(wú)功補(bǔ)償裝置注入到整流側(cè)交流母線的無(wú)功功率，P_M為整流側(cè)注入交流送端的有功功率，Q_M為整流側(cè)注入交流送端的無(wú)功功率，Q_B為STATCOM注入交流送端的無(wú)功功率，U和δ分別為整流側(cè)交流母線電壓有效值和相角，β為換相角，為STATCOM的交流輸出電壓相角，x為STATCOM與交流母線間的等值阻抗虛部。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理方法，其特征在于，所述Step3具體為：所述深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)在非額定運(yùn)行情況下，根據(jù)已知量，聯(lián)立VSC逆變站與交流電網(wǎng)之間P_N，Q_N，U_N，β，δ，P_M，Q_M，Q_C，K的等式關(guān)系，求出Q_C。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理方法，其特征在于：所述Q_C為無(wú)功補(bǔ)償裝置注入到逆變側(cè)交流母線AC1的無(wú)功功率，Q_C＝KU²。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統(tǒng)的電壓治理方法，其特征在于：所述VSC逆變站在STATCOM運(yùn)行方式時(shí)與交流系統(tǒng)之間的等值阻抗的取值為0。