[发明专利]牵引供电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量综合治理的技术领域，更具体地说，涉及一种应用斯科特（SCOTT）变压器牵引供电的系统及方法。

背景技术

近年来我国电气化铁路发展十分迅速，具有运载能力强、行车速度快、节约能源高、环境污染小等优点，为国民经济的快速发展起到了举足轻重的作用。然而由于电力机车为大功率单相负荷，具有非线性、不对称性和波动性等特点，因此，在运行过程中会产生大量的负序、无功和谐波电流注入电网，使电网电压波动畸变、三相不平衡和功率因数低，对电力牵引供电系统的安全、稳定和经济运行带来严重的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种牵引供电的系统及方法，以实现对牵引供电系统负序、无功和谐波的综合治理。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种牵引供电系统电能质量综合治理的系统，包括：第一变压器、第二变压器、第一滤波器、第二滤波器、功率调节器、电流检测装置和控制器；其中：

所述电流检测装置分别与第一供电线和第二供电线相连，用于采集并发送所述第一供电线和第二供电线的电流信号；

所述控制器分别与电流检测装置、第一滤波器、第二滤波器和功率调节器相连，用于接收所述第一供电线和第二供电线的第一电流信号，并根据所述电流信号调节所述第一滤波器、第二滤波器和功率调节器的容量；

所述功率调节器分别与第一变压器和第二变压器的副边相连，用于平衡所述第一供电线和第二供电线的有功功率、补偿无功功率和滤除谐波；

所述第一滤波器和第二滤波器分别与第一变压器和第二变压器的副边相连，用于所述第一供电线和第二供电线的无功功率补偿和谐波滤除。

优选地，所述系统还包括：电流跟踪控制器和直流侧电压检测装置；其中：

所述电流跟踪控制器分别与所述功率调节器输出端和控制器相连，用于采集所述功率调节器的输出第二电流信号，并将所述第二电流信号发送至控制器中；

所述直流侧电压检测装置分别与所述功率调节器的直流侧和控制器相连，用于采集所述功率调节器的直流侧电压信号，并将所述电压信号转换为第三电流信号发送至控制器中。

优选地，所述第一电流信号包含有功分量信息和无功分量信息。

优选地，所述第一变压器和第二变压器均为单相多绕组变压器。

优选地，所述第一滤波器和第二滤波器均为晶闸管控制滤波器。

优选地，所述晶闸管滤波器由多组由两个反向并联的晶闸管串联电容和电抗的支路并联组成。

优选地，所述功率调节器由多组由两个分别串联第一电抗和第二电抗的电压源变流器背靠背并联电容的支路并联组成；其中：

所述每一支路的第一电抗与第一变压器的副边相连，第二电抗与第二变压器的副边相连。

一种牵引供电系统电能质量综合治理的方法，包括：

采集第一供电线和第二供电线的第一电流信号，并将所述电流信号发送至控制器；

所述控制器根据所接收的第一电流信号调节所述第一滤波器、第二滤波器和功率调节器的容量；

经过容量调节后的功率调节器对第一供电线和第二供电线进行有功功率平衡、无功功率补偿和谐波滤除；

经过容量调节后的第一滤波器和第二滤波器分别对第一供电线和第二供电线的无功功率进行补偿和谐波滤除。

优选地，所述方法还包括：

采集所述功率调节器的输出第二电流信号，并将所述第二电流信号发送至控制器中；

采集所述功率调节器的直流侧电压信号，并将所述电压信号转换为第三电流信号发送至控制器中；

控制器根据所接收的第一电流信号和第二电流信号进行滞环比较，根据所述直流侧电压信号进行PI调节。

优选地，所述第一电流信号包含有功分量信息和无功分量信息。

优选地，所述第一滤波器和第二滤波器均为晶闸管控制滤波器。

优选地，所述晶闸管滤波器由多组由两个反向并联的晶闸管串联电容和电抗的支路并联组成。

优选地，所述功率调节器由多组由两个分别串联第一电抗和第二电抗的电压源变流器背靠背并联电容的支路并联组成；其中：

所述每一支路的第一电抗与第一变压器的副边相连，第二电抗与第二变压器的副边相连。