[实用新型]一种电气化铁路储能供电装置有效

专利信息
申请号: 201720808461.0 申请日: 2017-07-05
公开(公告)号: CN206977054U 公开(公告)日: 2018-02-06
发明(设计)人: 赵艺;李子晗;李群湛;解绍锋;郭锴;黄小红 申请(专利权)人: 西南交通大学
主分类号: H02J3/06 分类号: H02J3/06;H02J3/32
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232 代理人: 葛启函
地址: 610031 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 电气化铁路 供电 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路牵引供电领域,尤其涉及电气化铁路牵引负荷削峰填谷的管理与控制技术。

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。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,且有鲜明特点,如牵引负荷波动剧烈,牵引负荷功率峰值是个关键:它不仅在技术上引起以负序为主的电能质量问题,还在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—降低负荷峰值具有技术经济兼优的机会:既可以治理负序、降低不良影响,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。

中国专利公开了“电气化铁路牵引供电储能装置及其方法(201410002241.X)”,其目的是“充分回收机车制动回馈电能,提供牵引供电系统的能量利用率,并降低牵引变压器的安装容量和计费容量,节约成本。”但是,该技术方案存在的问题是:(1)在有功电流Ip<0时进行储能(见其权利要求5和附图5)的判据存在不正确的情形。因为列车电气制动不是每个供电臂都发生的。如京沪高铁,全线1318km,24个车站,27个变电所(54个供电臂),平均站间距(约为55km)远大于平均供电臂的长度(约为24.4km),由于正常情况下列车(电气)制动发生在车站停靠情形,显然,因为没有车站的供电臂的概率很大,那么,不发生电气制动的概率很高,或者即使发生制动但其再生功率被同行牵引列车吸收而等效表现为牵引工况,如固镇变电所就没有制动再生情形发生,此时该例判据就不会发生;进一步说,即使电气制动功率没有被同行列车吸收,将其返回电网不用增加任何设备,是最直接的、最经济的,也是节能减排被国家所提倡鼓励的(就像家庭光伏发电一样),该专利专门设置储能装置在功电流Ip<0时进行储能也是没有必要的。(2)该专利使用“总电流Is>所连接供电臂的额定电流Ie”(见其权利要求7)的判据方法也是不正确的。再以京沪高铁为例,每个牵引变电所的运行主变压器(额定)容量为100(2×50)MVA,而最大功率只有不足70MVA,依该专利判据就只有谷没有峰,削峰工况永远不会出现,其储能装置就永远不可能工作。即使其他线路上,同样因为存在不发生电气制动的供电臂,那么,此时因“有功电流Ip<0”判据得到的储能=0,如果发生了“总电流Is>所连接供电臂的额定电流Ie”的情况,也没有可以用于削峰的电力。实际上,对应供电臂的额定电流Ie的牵引变压器的安装容量是设计阶段确定的,一经确定,即与实际牵引负荷无关了,即牵引变压器或者欠负荷,或者过负荷,已于事无补了。因此所述“总电流Is>所连接供电臂的额定电流Ie”不可取。总之,该技术方案存在储能与削峰工作失效情形,此时“降低牵引变压器的安装容量和计费容量,节约成本”也就无从谈起,更不能实现全工况的、实时的削峰填谷最优化。

注意到电气化铁路牵引负荷削峰填谷的关于技术经济的重要性,而在方法上更要注意电气化铁路运行图以日为单位的特点,即有固定、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,通过专门设备与方法,实现实时最优化削峰,减少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。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电气化铁路储能供电装置,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。

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