[发明专利]一种电气化铁路储能同相供电装置及其控制方法

说明书

本发明提供了一种电气化铁路储能同相供电装置及其控制方法。涉及电气化铁路牵引供电技术领域。高压匹配变压器原边连接三相高压电网并与牵引主变压器的电压相位呈90°，次边连接系统交直变流器交流端口；牵引交直变流器交流端口连接牵引母线和地；系统交直变流器和牵引交直变流器直流端口均与储能器连接。测控单元连接电压互感器、电流互感器的测量端和变流器的控制端。选择：均值≤基准值＜最大值；以削峰为目标，当牵引负荷低于基准值时，令系统交直变流器处于整流工况，给储能器充电，牵引交直变流器待机；当牵引负荷高于基准值时，令牵引交直变流器处于逆变工况，使储能器放电，系统交直变流器待机。用于电气化铁路削峰供电和治理负序。

技术领域

本发明涉及一种电气化铁路牵引供电技术领域，尤其涉及电气化铁路同相供电和电力系统削峰填谷负荷管理及电能质量控制技术领域。

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。储能系统具备电能储存和释放的双重功能，即具有对负荷削峰和填谷的双重作用，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。技术上，负荷峰值引起电能质量问题并备受关注，例如，由于相对于三相电网企业负荷具有单相性而产生负序，因负序造成的电压不平衡为主的电能质量问题较为突出，国标中电压不平衡度的两个限值(见GB/T15543—2008电能质量三相电压不平衡)就是分别针对负荷峰值和95％概率最大值制定的，另一个国标关于谐波允许值的两个限值也是如此；经济上，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，直接关系着用户效益。因此削峰—降低负荷峰值具有技术经济兼优的潜力：既可以降低负序、谐波等不良影响，改善电能质量，又可以在执行两部制电价中取得效益，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。

理论和实践均表明，电气化铁路牵引变电所同相供电装置在取消分相的同时能有效地解决负序等电能质量问题，电池等储能系统能有效地进行负荷削峰填谷，现在要解决的技术问题是：以削峰为主兼顾负序治理，当负序治理不达标时，再行补充，并且做到技术经济兼优。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁路储能同相供电装置，它能有效地解决牵引负荷削峰与负序治理相统一的设备的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种电气化铁路储能同相供电装置的控制方法，它能有效地解决在削峰与负序治理相统一的控制与管理的技术问题，并使负序治理达到国标要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路储能同相供电装置，包括高压匹配变压器、系统交直变流器、储能器、牵引交直变流器、电压互感器、电流互感器及测控单元；牵引主变压器原边连接三相高压电网，次边连接牵引母线和地；牵引母线经馈线连接牵引网给列车供电；高压匹配变压器原边连接三相高压电网；高压匹配变压器与牵引主变压器的电压相位呈90°；电压互感器测量牵引母线对地电压；电流互感器测量馈线负荷；系统交直变流器的交流端口连接高压匹配变压器次边，牵引交直变流器的交流端口连接牵引母线和地，或者牵引交直变流器的交流端口经牵引匹配变压器连接牵引母线连接和地；系统交直变流器的直流端口和牵引交直变流器的直流端口均与储能器连接。

所述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系统交直变流器的控制端、牵引交直变流器的控制端相连接。