[发明专利]基于静止无功发生器的市域铁路牵引供电系统供电方法

说明书

本发明公开了一种基于SVG的市域铁路牵引供电系统供电方法，包括以下步骤：近期正常工况下固定备用牵引变电所，备用牵引变电所处的SVG投入使用；近期出现解列故障时备用牵引变电所投入使用，解列所的SVG投入使用；远期正常工况下所有牵引变电所和及其SVG投入；当出现牵引变电所解列，系统恢复到近期正常工况或者近期解列工况结构；本发明可实现近、远期牵引变压器容量统一，减少牵引变电所数量，充分利用牵引变压器过负荷能力，提高列车再生制动能量利用率，节省了投资。

技术领域

本发明涉及铁路牵引供电系统，具体涉及一种基于静止无功发生器的市域铁路牵引供电系统供电方法。

背景技术

市域铁路多采用国铁供电制式，主要有直供、直供带回流、AT供电等供电方式，是服务于市域范围的中、长距离客运系统；其功能定位接近于城市轨道交通，具有发车密度大、行车速度快、站间距短等特点，这些特点给市域铁路供电系统设计带来了新的课题，主要有以下四个方面：一、牵引变电所选址困难，中心城区和城镇用地紧张，外部电源投资、征拆成本及建设成本很大，牵引所位置选取方案需要更强的灵活性。二、电流同时性明显，瞬时功率较大；高峰时段，同一供电臂容易出现多车同时大功率牵引，造成网压越限，这对供电臂的供电距离产生了限制。三、牵引所故障解列时，市域铁路仍然要保持较高的发车密度，传统方案下市域铁路只能通过增大变压器容量和缩短供电距离保证网压满足要求。四、再生制动能量多，市域铁路列车启停频繁，会产生大量的再生制动能量，造成公用电网负序电流增大的问题。当网压超过列车运行的最大值，还会有列车再生制动失效的隐患；因此，提高制动能量的利用率在系统设计中需要着重考虑。

所以市域铁路供电系统的设计不能完全照搬国铁供电系统或直流牵引供电系统设计模式，应该更多的考虑延长供电距离、增加牵引所位置的可选性。增长供电距离需要稳定网压，可通过无功补偿实现，固定电容补偿无法跟踪牵引负荷的变化，在重负荷情况下容量利用率较低，轻负荷时容易出现过补偿，逐渐被动态无功补偿所取代。

发明内容

本发明公开了一种可实现近、远期牵引变压器容量统一，充分利用牵引变压器过负荷能力，提高列车再生制动能量利用率的基于静止无功发生器SVG的市域铁路牵引供电系统供电方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于静止无功发生器的市域铁路牵引供电系统供电方法，近期正常工况下固定备用部分牵引变电所，备用牵引变电所处的静止无功发生器SVG投入使用；

近期出现解列故障时备用牵引变电所投入使用，解列所的静止无功发生器SVG投入使用；

远期正常工况下所有牵引变电所及其静止无功发生器SVG投入；

当出现牵引变电所解列，系统恢复到近期正常工况或者近期解列工况结构。

进一步的，一种基于静止无功发生器SVG的市域铁路牵引供电系统供电方法，包括以下步骤：

步骤1：确定牵引变电所数量，其中近期投入的牵引变电所数量为N_Ts，固定备用牵引变电所数量为N_Tsst；

步骤2：近期运量时，确定近期牵引变电所的牵引变压器容量区间；

步骤3：远期运量下，确定所有变电所的牵引变压器容量区间；

步骤4：比较步骤2和步骤3得到的区间，得到近期和远期牵引变压器容量的重合区间。静止无功发生器SVG容量的选取：选取牵引变压器容量后，取牵引变压器容量对应静止无功发生器SVG容量最大值。

进一步的，所述步骤4中若重合区间不存在则考虑以下情况：

若第i个牵引变电所，近期牵引变压器最大安装容量小于远期时最小安装容量，若近期到远期多支出的固定费用大于更换牵引变压器的投资，则变压器容量按照近期设置，定期进行变压器更换，反之按照远期设置；