[发明专利]一种电气化铁路发电供电装置及其控制方法

说明书

一种电气化铁路发电供电装置及其控制方法，属于电气化铁路牵引供电领域。牵引进线连接牵引母线；牵引母线经馈线连接牵引网；耦合变压器原边连接牵引母线和地，次边连接交直变流器交流端口；交直变流器直流端口连接发电装置和储能器；测控单元连接电压互感器和电流互感器的测量端以及交直变流器的控制端。以削峰为目标，选择基准值≥负荷均值；储能器和发电装置的最大功率之和＝往日峰的最大值，储能器和发电装置的容量之和＝往日面积最大的峰的面积；当牵引负荷功率高于基准值时，测控单元控制交直变流器处于逆变工况、将储能器和发电装置的直流电逆变为交流电并馈入牵引母线，否则，令交直变流器待机。用于电气化铁路新能源发电、负荷削峰和治理负序。

技术领域

本发明涉及一种电气化铁路牵引供电领域，尤其涉及电气化铁路和电力系统削峰填谷负荷管理与控制技术。

背景技术

削峰填谷是电力系统负荷管理的重要举措，对于电网而言，削峰有利于提高发输变电设备利用率，节省设备扩容、更新费用，降低供电成本，对于一般用户而言，可以利用峰谷差价取得降低电费的经济效益。同时，为了节能减排，国家鼓励发展可再生的风力、光伏、潮汐、生物质能等新能源分布式发电，同样会给分散的用户带来经济效益。注意到电力系统发电以及新能源分布式发电与用户用电之间的差异，需要借助储能系统加以平衡。储能系统具备电能储存和释放的双重功能，其中电池储能系统、超级电容储能系统及其混合储能系统有着独到的优势，在实际应用中发挥着不可替代的、巨大作用，并在发挥着越来越大的作用。

电气化铁路属于大宗工业用户，牵引负荷波动剧烈是其鲜明特点之一，技术上引起以负序为主的电能质量问题，经济上直接关乎用户效益，因为负荷峰值与两部制电价中主变压器容量计费和最大需量计费密切相关，铁路用户将付出额外代价。因此削峰—降低负荷峰值，特别是借助国家政策----利用新能源将获得技术经济兼优的机会：既可以在牵引变电所实施同相供电、取消出口电分相、降低负序等不良影响，又可以在执行两部制电价中取得经济效益，即或者降低最大需量取得效益，或者降低主变压器容量进而降低固定容量收费来取得效益。

电力系统实践表明，电池等储能系统使用基于负荷预测的控制方法能有效地进行负荷削峰填谷。注意到，电气化铁路运行图以日为单位有固定、准确的周期性，因此可以从中提取有意义的统计值加以研究、利用。现在要解决的技术问题是：如何根据牵引负荷的特点，利用新能源发电与储能技术，实现实时最优化削峰，取得最佳经济效益，同时改善技术性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁路发电供电装置，它能有效地解决牵引负荷实时最优化削峰的设备的技术问题，以减少主变压器容量或最大需量，取得最佳经济效益，同时治理负序，改善技术性能。

本发明的另一个目的是提供一种电气化铁路发电供电装置的控制方法，它能有效地解决牵引负荷实时最优化削峰的控制与管理的技术问题，以减少主变压器容量或最大需量，取得最佳经济效益，同时治理负序，改善技术性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路发电供电装置，包括耦合变压器、交直变流器、发电装置、电压互感器、电流互感器及测控单元；牵引进线连接牵引母线；牵引母线经馈线连接牵引网给列车供电；电压互感器测量牵引母线对地电压；电流互感器测量馈线的牵引电流，耦合变压器原边连接牵引母线和地，次边连接交直变流器的交流端口；交直变流器的直流端口与发电装置和储能器连接；发电装置和储能器并联；电压互感器的测量端、电流互感器的测量端连接测控单元输入接口，测控单元输出接口与交直变流器的控制端相连接。