[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210392746.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN114530814B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴朝華;廉靜如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02G7/16
• 分類號(hào): H02G7/16;H02M7/04;H02J7/35;B60M1/28
• 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

本發(fā)明公開了一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)及其控制方法，涉及電氣化鐵路牽引供電技術(shù)領(lǐng)域。直流融冰系統(tǒng)包括AC/DC變流器、直流源、控制器；控制器根據(jù)實(shí)時(shí)電壓、電流，以及氣象數(shù)據(jù)、接觸網(wǎng)覆冰情況，結(jié)合可再生能源消納、平衡兩牽引母線有功功率和無功功率為目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)融冰的同時(shí)，保證牽引供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。本發(fā)明在不改變?cè)袪恳╇娤到y(tǒng)拓?fù)淝也辉黾釉O(shè)備的情況下，滿足直流融冰的需求；并且可以將可再生能源或者儲(chǔ)能裝置產(chǎn)生的能量應(yīng)用于直流融冰系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣化鐵路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

電氣化鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要設(shè)施，近年來，我國(guó)電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)里程不斷攀升。由于我國(guó)幅員遼闊，電氣化鐵路接觸網(wǎng)會(huì)面臨各種各樣的惡劣環(huán)境，接觸網(wǎng)覆冰是一種常見的自然災(zāi)害，會(huì)導(dǎo)致接觸線、承力索、連接部件、絕緣子等折斷，導(dǎo)致供電中斷，影響機(jī)車運(yùn)行，甚至導(dǎo)致受電弓損壞及機(jī)車運(yùn)行事故。因此，研究用于電氣化鐵路接觸網(wǎng)融冰技術(shù)具有重大意義。接觸網(wǎng)融冰主要目的是融化接觸線以及承力索的覆冰。

電氣化鐵路接觸網(wǎng)除冰主要分為加熱融冰和機(jī)械除冰兩類。機(jī)械除冰是通過刮擦方式刮掉表面覆冰。加熱融冰是利用焦耳熱效應(yīng)，對(duì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)進(jìn)行電流加熱導(dǎo)線進(jìn)行除冰，是最有效的防除覆冰技術(shù)。加熱融冰有交流融冰和直流融冰，直流融冰將覆冰線路作為負(fù)載，對(duì)其提供短路電流加熱導(dǎo)線。直流融冰可以忽略線路阻抗中的感性分量，提高融冰效率，且融冰的直流電壓可以調(diào)節(jié)，可以滿足不同覆冰線路的電壓需求。

目前，電氣化鐵路接觸網(wǎng)加熱融冰的方案主要包括：

1)基于靜止無功發(fā)生器SVG的融冰裝置，調(diào)節(jié)速度快，可以實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的融冰需求，但所需容量大，設(shè)備成本高，增加匹配變壓器降低SVG容量，降低了SVG成本但增加了變壓器的成本；2)采用整流變壓器與級(jí)聯(lián)型整流單元輸出得到單相直流電壓為融冰提供熱量，此種方案需要單獨(dú)設(shè)置融冰裝置，增加了額外成本；3)利用背靠背變流器兩側(cè)單相變流器的直流端口由并聯(lián)改為串聯(lián)，不用單獨(dú)設(shè)置融冰裝置，且直流融冰效率高，融冰直流電壓/電流可控，但背靠背變流器容量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不利于工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)直流融冰系統(tǒng)及其控制方法，它不但能有效地解決接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象，并且可以將可再生能源和儲(chǔ)能應(yīng)用到融冰系統(tǒng)中。該融冰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易控制，成本低，利于工程應(yīng)用。