[发明专利]一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法

权利要求书

1.一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法，其特征在于，通过实时检测牵引供电系统、光伏发电系统和储能系统的运行状态，从而控制储能系统的充放电功率以及光伏发电系统的运行状态，包括步骤：

S100，实时检测牵引供电系统两条供电臂的电压和电流的幅值及相位，得到两条供电臂的电压相量U_α和U_β，以及得到两条供电臂的电流相量I_α和I_β；实时检测牵引供电系统高压侧三相电压的幅值和相位，得到高压侧的三相电压相量U_p、U_q和U_r；实时检测光伏发电系统的输出功率P_PV；以及实时检测储能系统的荷电状态SOC；

S200，利用两条供电臂的电压相量U_α和U_β与电流相量I_α和I_β，计算牵引负荷的实时用电功率，即有功功率P_α和P_β以及无功功率Q_α和Q_β；

S300，利用两条供电臂的电压相量U_α和U_β与电流相量I_α和I_β，高压侧的三相电压相量U_p、U_q和U_r，和牵引负荷的实时用电功率；计算牵引负荷在高压侧对于三相电力系统(11)的实时用电功率，即有功功率P_p、P_q和P_r以及无功功率Q_p、Q_q和Q_r；

S400，根据三相电力系统(11)的实时用电功率、光伏发电系统的输出功率和储能系统的荷电状态进行判断，从而控制储能系统的充放电功率动态分配以及光伏发电系统的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法，其特征在于，步骤S200中，计算牵引负荷的实时用电功率，具体公式为：

P_α+jQ_α＝U_α·I_α^*

P_β+jQ_β＝U_β·I_β^*；

其中，I_α^*、I_β^*分别表示牵引供电系统两条供电臂电流相量的共轭复数。

3.根据权利要求2所述的一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法，其特征在于，步骤S300中，计算牵引负荷在高压侧对于三相电力系统(11)的实时用电功率，具体公式为：

其中，P_p、P_q、P_r分别表示牵引负荷在高压侧的三相有功功率，Q_p、Q_q、Q_r分别表示牵引负荷在高压侧的三相无功功率，K表示牵引变压器的变比，I_α^*、I_β^*分别表示牵引供电系统两条供电臂电流相量的共轭复数。

4.根据权利要求1或3所述的一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S400，包括步骤：

设定储能系统允许的最低荷电状态SOC_min和最高荷电状态SOC_max，设定储能系统的最大放电功率P_fmax和最大充电功率P_cmax；

取三相电力系统(11)的实时用电功率中的有功功率最小值min[P_p,P_q,P_r]；

进行判断：

1)当min[P_p,P_q,P_r]≥P_PV/3和SOC≤SOC_min均成立时，控制储能系统停止工作；

2)当min[P_p,P_q,P_r]≥P_PV/3成立，但SOC≤SOC_min不成立时；判断P_PV+P_fmax≥P_α+P_β是否成立；若成立，则令储能系统以P_α+P_β-P_PV的功率放电；若不成立，则令储能系统以P_fmax的功率放电；

3)当min[P_p,P_q,P_r]≥P_PV/3不成立，但SOC≥SOC_max成立时；则令光伏发电系统输出功率为3×min[P_p,P_q,P_r]，剩余的P_PV-3×min[P_p,P_q,P_r]光伏电能作弃光限电处理；

4)当min[P_p,P_q,P_r]≥P_PV/3不成立，且SOC≥SOC_max也不成立时；判断P_α+P_β-P_PV≥P_cmax是否成立；若成立，则令储能系统以P_cmax的功率充电，剩余的P_PV-P_cmax光伏电能作弃光限电处理；若不成立，则令储能系统以P_cmax的功率充电。