[发明专利]一种电气化铁路牵引供电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电气化铁路牵引供电系统，其特征在于，包括牵引站变压器和储能单元，其中，所述牵引站变压器一次侧线圈与电网相连，二次侧线圈的一端连接于牵引站的接触线上，另一端则与轨道相连，回流线也与轨道相连，所述接触线为供电臂，所述接触线、轨道和回流线形成牵引网，所述储能单元包括电池，以及连接在电池上的变流器，所述电池通过变流器、变压器后为供电臂注入无功功率和/或有功功率。

2.如权利要求1所述的一种电气化铁路牵引供电系统，其特征在于，所述储能单元包括电池，以及连接在电池上的2个变流器，所述变流器各连接一个变压器，所述电池通过2个变流器、2个变压器分别为两个供电臂注入无功功率和/或有功功率。

3.如权利要求1所述的一种电气化铁路牵引供电系统，其特征在于，所述储能单元包括电池，以及连接在电池上的PCS变流器，所述PCS变流器连接一个变压器，所述电池通过PCS变流器、变压器分别为两个供电臂注入无功功率和/或有功功率。

4.如权利要求1所述的一种电气化铁路牵引供电系统，其特征在于，所述牵引站变压器采用VX接线的变压器。

5.如权利要求1所述的一种电气化铁路牵引供电系统，其特征在于，所述牵引器变压器采用Scott接线的变压器。

6.一种电气化铁路牵引供电系统控制方法，其特征在于包括包括如下步骤：

工作状态判断和工作模式识别：若为非工作状态，则进行故障判别及检修，若为工作状态，则工作模式识别后进行下序步骤；

两供电臂同时过车模式：当检测到两供电臂同时过车时，电网通过牵引站变压器为两供电臂上的机车供电，与此同时，变流器根据接受到的调度命令，对电池进行协调控制；

供电臂一侧过车模式：当检测到供电臂只有一侧过车时，另一侧无车的供电臂通过储能单元的变流器向有车供电臂注入机车所需一半的有功功率，储能单元则根据调度命令，与牵引站变压器协调配合，电池不向有车供电臂注入有功功率，只注入无功功率；

供电臂无过车模式：当检测到供电臂无列车通过时，牵引站变压器通过两供电臂向储能单元注入有功功率，储能单元则根据调度命令进行充电，并向两供电臂注入无功功率；

牵引站变压器故障模式：当检测到牵引站变压器故障无法将电网电能传输到供电臂上时，储能单元根据调度指令，向供电臂提供动力支撑，同时注入无功功率，满足机车的有功功率及无功功率需求。

7.如权利要求6所述的一种电气化铁路牵引供电系统控制方法，其特征在于，

两供电臂同时过车模式时，当检测到电池满足

SOC≥SOC_{m_min} (1)

式中：SOC为电池的荷电状态，SOC_{m_min}为电池荷电状态的最小值；

储能单元与牵引站变压器协调配合，具体注入两供电臂的有功功率及无功功率为

式中：P_battery1臂、P_set1臂与Q_battery1臂、Q_set1臂分别为供电臂1有功功率的实际注入值、有功功率的设定值与供电臂1无功功率的实际注入值、无功功率的设定值；P_battery2臂、P_set2臂与Q_battery2臂、Q_set2臂分别为供电臂2有功功率的实际注入值、有功功率的设定值与供电臂2无功功率的实际注入值、无功功率的设定值；

当检测到储能单元满足

SOC<SOC_{m_min} (3)

储能单元不向两供电臂注入有功功率，只注入无功功率，储能单元具体提供的有功功率及无功功率为

8.如权利要求6所述的一种电气化铁路牵引供电系统控制方法，其特征在于，供电臂一侧过车模式时，储能单元具体发出的有功功率及无功功率为