[发明专利]一种用于牵引供电的光伏储能并网装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，包括光伏阵列(221)、三相光伏逆变器(222)、储能装置(224)、三相储能变流器(223)、两相-三相降压变压器(21)；

两相-三相降压变压器(21)高压侧的三个端口与外部连接；其中，两个端口分别连接至牵引供电系统两个供电臂的母线(13,14)，另一个端口连接至牵引供电系统的钢轨(15)，钢轨(15)连接地网；

所述三相光伏逆变器(222)和三相储能变流器(223)的交流侧并联连接，且共同连接至两相-三相降压变压器(21)的低压侧；

所述三相光伏逆变器(222)的直流侧连接光伏阵列(221)；所述三相储能变流器(223)的直流侧连接储能装置(224)。

2.根据权利要求1所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述光伏阵列(221)通过光伏组件的串并联来构成，光伏阵列(221)中光伏组件的串联数和并联数结合单个光伏组件的标称功率、三相光伏逆变器(222)的容量、牵引供电系统的功率需求、支架成本和直流线缆成本来确定。

3.根据权利要求2所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述三相光伏逆变器(222)是将光伏阵列(221)产生的直流电能变换为交流电能的装置，且选择具有最大功率跟踪功能的三相光伏逆变器(222)。

4.根据权利要求1所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述储能装置(224)是实现电能储存与释放功能的设备，包括压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超导储能和/或超级电容储能。

5.根据权利要求4所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述三相储能变流器(223)将储能装置(224)产生的直流电能转换为交流电能，根据控制指令完成电能的双向流动。

6.根据权利要求1所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述两相-三相降压变压器(21)为V型接线变压器、YNd11接线变压器、Dyn11接线变压器或逆斯科特接线变压器。

7.根据权利要求6所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，在并网装置(16)与牵引供电系统两个供电臂的母线(13,14)连接处，还并联连接牵引变压器(12)的一次侧，所述牵引变压器(12)的二次侧连接至电力网络(11)。

8.根据权利要求7所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，所述两相-三相降压变压器(21)的选择根据牵引变压器(12)的结构来确定。

9.根据权利要求8所述的一种用于牵引供电的光伏储能并网装置，其特征在于，当牵引变压器(12)为V型接线牵引变压器或YNd11接线牵引变压器时，所述两相-三相降压变压器(21)为V型接线变压器、YNd11接线变压器或Dyn11接线变压器；当牵引变压器(12)为Scott接线牵引变压器或阻抗匹配平衡变压器时，所述两相-三相降压变压器(21)为逆斯科特接线变压器。

10.一种用于牵引供电的光伏储能并网控制方法，其特征在于，包括步骤：

实时检测光伏列阵的输出功率和牵引负荷的需求功率；

当无牵引负荷或牵引负荷较小时，光伏列阵输出电能供牵引供电系统使用，且剩余的电能通向电力网络，储能装置根据荷电状态确定放电功率；

当牵引负荷较大时，光伏列阵输出的电能同时供给牵引供电系统或储存在储能系统中，若储能装置荷电状态达到上限且光伏出力大于牵引负荷，则光伏列阵退出供电。