[发明专利]有轨电车工程供电系统负荷均衡控制方法

说明书

有轨电车工程供电系统负荷均衡控制方法，涉及轨道交通技术和供电控制技术领域。本发明包括下述步骤:1)监控子站判断在其监控范围内是否有车辆正在进行大电流快速充电，将监控信息上报至监控主站；2)监控主站判断本监控主站范围内是否可能出现过负荷，若是则依据各监控子站上报的监控信息将本监控主站范围内的未进行大电流快速充电的充电回路切断；3)当监控子站检测到大电流快速充电已经完成，将完成信息上报至监控主站；4)监控主站收到完成信息后，监控主站判断本监控主站范围内是否已从可能出现过负荷的状态中退出，若是则释放被切断的充电回路。本发明充分利用车载储能车辆的续航能力，确保供电系统的安全可靠运行。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术和供电控制技术领域。

背景技术

目前，现代有轨电车工程在国内的推广应用越来越多，但现在较多城市由于景观、规划及其他原因，采用了车载储能方式供电运行的有轨电车，要求全线完全不设置接触网或较大区段范围均不设置接触网，通过在车站或其他局部区段范围内设置的充电轨等设施，利用车辆在车站停车上下客的时间，向车辆上安装的储能装置进行大功率快速充电，通过车载储能装置给车辆运行提供牵引电能的方式。

在现代有轨电车的供电系统方案中，基本均采用分散式供电模式，就近引入地方电网的若干回10kV电源，采用单环网、“大环串”接线方式的中压供电环网结构，引入的10kV电源点较少，而环串中的变电所数量较多，每个变电所负责向就近的若干个车站或其他站点的充电装置提供电源。

现有技术中存在以下问题：

由于行车编制车辆运行密度较大，工程远期基本均考虑设置为20对/小时或以上的行车对数。每个车站分为上行和下行站台，车辆运行至车站时，便立即开始对其车辆上配置的超级电容等储能设施进行大功率快速充电，由于停站的时间较短(一般在30秒以内)，电流及功率均较大，一般电压可达500～900V，电流可达1000A以上，由于车载储能设施的容量配置不同，甚至有的车辆能达到2100A以上。

因为车辆运行的概率关系，可能会在某一段短时间范围内，出现多列车辆在多个车站或多个充电轨同时进行大功率快速充电的情况，使得变电所设备或10kV外部电源引入回路出现短时过载，对地方电网造成冲击，超过其允许负荷值，严重情况下或导致过电流保护跳闸动作，导致供电事故的发生，影响线路的正常运行。

为避免该情况的出现，或将导致变电所设备安装容量或引入电源点的容量加大较多，或者导致外部电源引入点的数量增加较多，均会对工程的工程投资、可实施性等多方面造成严重的影响。同时由于车辆运行充电为间歇式工作制式，正线车辆在车站的充电时间一般间隔约2分钟以上，充电约30秒，使得供电系统设施正常情况下其供电能力及车辆车载储能装置的续航能力未充分利用，不利于资源共享，也不利于整个供电系统的节能运行。

由于出现该情况存在一定的概率，如果频繁出现由于过负荷电流导致保护装置过电流保护跳闸，将使得整个工程较大范围内失去正常的供电电源，不仅影响设备的使用寿命，更为严重的是将影响本有轨电车工程的正常运营，甚至出现停运的严重后果。

因此，针对该采用“大环串”接线方式的中压供电环网结构及车辆运行的充电模式，提出一种基于数字通信网络技术的供电系统负荷均衡控制方案，实现供电系统方案的优化，避免过多车辆同时大功率快速充电导致超过允许的过负荷情况出线，充分利用供电系统的供电能力及车载储能式车辆的续航能力，一个变电所同时向多个车站的充电轨供电，一个10kV外部电源可以向更多的变电所供电；合理分配各充电轨的充电时间，优化供电系统的安装容量。

能减少对城市电网电源点及容量的过多占用，减少对城市电网容量的冲击，减少工程的实施难度，降低工程建设及运营维护费用。实现现代有轨电车线路工程节能、环保、经济及保证运营安全可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够避免短时过负荷冲击供电系统的有轨电车工程供电系统负荷均衡控制方法。