[发明专利]城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法和能量管理装置

说明书

本发明涉及城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法和能量管理装置，方法如下：实时监测高压(110kV)主变电站的有功功率；若所述有功功率的瞬时值低于设定的低功率阈值，则控制中压(35kV)环网的回馈装置限功率运行。还实时监测高压主变电站的无功功率和功率因数；当所述功率因数低于设定的功率因数阈值时，根据所述有功功率和无功功率计算无功补偿总容量；将所述无功补偿总容量平均分配到中压环网的各个回馈装置，控制各回馈装置运行。本方案根据有功功率的情况对每台再生能量回馈装置进行限功率运行，防止地铁车辆制动中峰值功率过大出现变电站高压母线侧出现有功功率倒送的情况。还实现了从整体上对再生能量回馈装置的补偿容量进行动态协调控制。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法和能量管理装置，属于交流干线或交流配电网络的电路装置领域。

背景技术

城市轨道交通的供电系统的接线结构如图1所示。包括AC110kV主变电所、AC35kV环网、用于驱动车辆的正负直流母线，以及虚线框内的再生能量回馈装置。再生能量回馈装置能够将城市轨道列车的制动能量回收并反馈到AC35kV环网，提高牵引供电系统的节能效益。

公布号为CN 106099978 A的中国发明专利申请文件公开了一种制动能量回馈装置，能够实现将地铁制动能量进行回馈，并且能够实现无功功率补偿。

但是，城市轨道交通供电系统结构复杂、设备类型多、用电量大，目前仍然缺乏对其进行全面、有效的监控，导致回馈装置补偿容量无法协调；以及在制动能量很大时可能出现有功功率倒送的情况。

发明内容

本发明的目的是提供城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法和能量管理装置，用以解决现有技术在回收地铁制动能量时，可能出现有功功率倒送的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法，步骤如下：

实时监测高压(110kV)主变电站的有功功率；

若所述有功功率的瞬时值低于设定的低功率阈值，则控制中压(35kV)环网的回馈装置限功率运行。

本方案通过实时监控主变电站的有功功率，并根据有功功率的情况对每台回馈装置(制动能量回馈装置)进行限功率运行，防止了地铁车辆的制动中的峰值功率过大时出现的变电站高压母线侧出现有功功率倒送的情况。

进一步的，所述限功率运行包括维持当前功率运行或者降低功率运行。

在监测中认为有可能出现有功功率倒送情况时，通过维持回馈装置的当前功率或降低回馈装置的功率来防止有功功率倒送。

进一步的，还包括无功补偿控制步骤：实时监测高压(110kV)主变电站的无功功率和功率因数；当所述功率因数低于设定的功率因数阈值时，根据所述有功功率和无功功率计算无功补偿总容量；将所述无功补偿总容量平均分配到中压环网的各个回馈装置，控制各回馈装置运行。

本发明对AC110kV变电站的无功功率和功率因数进行监控，并计算无功补偿总容量，再平均到AC35kV中压环网上的各个再生能量回馈装置，实现了从整体上对再生能量回馈装置的补偿容量进行动态协调控制。

进一步的，所述设定的低功率阈值为1MW。

吸收的功率低于1MW时，表明再生制动的回馈功率较大，110kV侧即将发生有功功率倒送。因此，当110kV侧的有功功率低于1MW时，将回馈装置的输出功率限值在当前功率或降低，避免发生功率倒送。

进一步的，所述设定的功率因素阈值为0.95。

本发明的一种用于城市轨道交通供电系统的能量管理装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行储存在存储器中的指令以实现上述城市轨道交通供电系统有功倒送控制方法。