[发明专利]一种铁路牵引网再生制动能量利用装置

说明书

一种用于铁路牵引网的再生制动能量利用装置，其包括：功率通融装置，其用于实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；储能装置，其用于接收功率通融装置传输来的电能并存储，还用于将自身存储电能传输至功率通融装置，以由功率通融装置传输至相应的牵引网；能量调度管理装置，其用于根据所获取到的两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据功率转移指令控制功率通融装置的运行状态。本装置能够通过不同区段的牵引变电所之间的功率通融，从而实现了铁路牵引网再生制动能量的有效利用，提高了再生制动能量的利用率。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域，具体地说，涉及一种用于铁路牵引网的能量高效利用装置。

背景技术

目前，国内电气化铁路已大规模采用基于交-直-交传动技术的电力机车或动车组，这种传动技术能实现能量双向流动，为再生制动的实现创造条件。当列车处于牵引工况时，列车牵引电机处于电能消耗状态，从牵引网吸收电能；而当列车下坡或进站时，列车则处于制动状态，此时会产生与列车运行方向相反的力来消耗列车动能从而达到减速的效果，此时列车牵引电机处于发电状态并向牵引网反送电能。

随着铁路列车单机功率越来越大和运行密度的逐步提高，列车牵引电机所产生的再生制动能量也越来越大。由于铁路牵引供电系统采用单相27.5kV/50Hz交流供电，牵引供电系统为保持三相电网平衡采用换相分段供电，这样也就使得列车在再生制动时产生的返送电能难以被其它列车吸收，大部分列车再生制动电能将会以“垃圾电”的形式反送到大电网。这不仅不会对铁路自身产生经济效益，而且还会污染电网。

因此，本专利发明一种实现列车再生制动能量自身利用的铁路牵引网的能量高效利用装置，以提高列车再生制动能量利用率，减小对电网的污染，降低最大需量电费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于铁路牵引网的再生制动能量利用装置，所述装置包括：

功率通融装置，其用于与分处两个不同区段的牵引网连接，实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；

储能装置，其与所述功率通融装置连接，用于接收所述功率通融装置从牵引网传输来的电能并存储，还用于将自身存储电能传输至所述功率通融装置，以由所述功率通融装置传输至相应的牵引网；

能量调度管理装置，其与所述功率通融装置连接，用于根据所获取到的所述两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据所述功率转移指令控制所述功率通融装置的运行状态。

根据本发明的一个实施例，所述功率通融装置包括：

用于实现直流-交流转换或交流-直流转换的第一变流器和第二变流器，所述第一变流器与第二变流器连接；

第一连接变压器或第一电抗器，所述第一变流器的交流侧通过所述第一连接变压器或第一电抗器与第一区段的牵引网连接；

第二连接变压器或第二电抗器，所述第二变流器的交流测通过所述第二连接变压器或第二电抗器与第二区段的牵引网连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一变流器与第二变流器共用直流侧电容，形成背靠背结构。

根据本发明的一个实施例，如果第一牵引变电所和第二牵引变电所的实时功率表征第一区段和第二区段的列车负荷均处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为控制所述功率通融装置不进行功率转移。

根据本发明的一个实施例，如果第一牵引变电所的实时功率表征第一区段的列车负荷处于制动工况，而第二牵引变电所的实时功率表征第二区段的列车负荷处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为生成功率转移指令，并通过所述功率转移指令控制所述功率通融装置将第一牵引变电所的牵引网的制动功率转移至所述第二牵引变电所的牵引网。