[發明專利]一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統及方法

在審

• 申請號: 202210259739.9
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114530865A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）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（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

本發明涉及一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統及方法，屬于深井非煤礦電氣化鐵道技術領域。包括送端LCC、牽引電網和受端STATCOM系統；根據深井非煤礦電氣化鐵道供電系統將STATCOM系統接入交流母線，建立直流系統與交流系統之間的有功和無功的傳輸；根據STATCOM系統接入交流母線使得交流母線電壓穩定性提高，減小電壓波動對直流系統的影響，保障深井非煤礦電氣化鐵道安全可靠的運行；本發明可以實現通過STATCOM系統接入深井非煤礦電氣化鐵道供電系統、計算和分析STATCOM系統接入到交流母線提升直流輸電系統輸電能力和電壓穩定性，達到深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理。

技術領域

本發明涉及一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統及方法，屬于深井非煤礦電氣化鐵道技術領域。

背景技術

在現代深井非煤礦的生產過程中，電力是至關重要的組成部分，深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的穩定性直接影響著深井非煤礦的產能，深井非煤礦電氣化鐵道供電系統安全、可靠的運行對深井非煤礦的正常生產及運行有非常重要的意義。目前，深井非煤礦生產技術的快速發展，大大提高了深井非煤礦的產能，這對深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓穩定要求更為嚴格，深井非煤礦電氣化鐵道供電系統采用交流系統經過LCC換流站，通過牽引網單極運行，與軌道形成回路，經過VSC逆變站接入交流系統，這就要求必須保證深井非煤礦電氣化鐵道的供電質量。

STARCOM是一種提高系統電壓穩定性的有效措施，是促進電網安全穩定和可靠運行的客觀需求；STATCOM通過在故障過程中向接入節點注入無功電流，不僅提升安裝節點的電壓暫降幅值，還能提高整個電力系統所有節點的電壓暫降幅值。利用動態無功補償提高深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓穩定性，也可以為換流站提供動態無功補償，限制深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓波動。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統及方法，用以解決深井非煤礦電氣化鐵道牽引網電壓治理的問題，提高深井非煤礦電氣化鐵道供電系統運行的可靠性和穩定性。

本發明根據深井非煤礦電氣化鐵道供電系統，通過STATCOM動態無功補償裝置對交流電網進行無功功率補償；根據深井非煤礦電氣化鐵道供電系統建立VSC逆變站直流側直流功率與交流電網有功功率之間的等式關系，同時建立VSC逆變站直流側、VSC在STATCOM運行方式下的無功功率與交流電網無功功率的等式關系；根據深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的運行情況，計算STATCOM注入到交流送端的無功功率。

本發明的技術方案是：一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統，包括：

交流電網，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，用于將交流電網提供的交流電轉變為直流電，然后將電能傳輸給牽引電網；

牽引電網，用于給深井非煤礦礦車提供±500V的直流電；

VSC逆變站，用于連接牽引電網末端，將牽引電網的直流電轉變為交流電，然后匯入交流電網。

所述LCC換流站采用定電流控制，VSC逆變站采用定電壓控制，牽引電網采用單極運行，與電氣化鐵道構成回路。

所述深井非煤礦電氣化鐵道供電系統交流母線采用恒定交流電壓源。

所述的STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統在受到STATCOM補償，用于穩定交流電網的電壓水平。

一種基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理方法，采用權利要求1～2任意一項所述的基于STATCOM深井非煤礦電氣化鐵道供電系統的電壓治理系統，具體步驟為：