[实用新型]一种离网铁路牵引供电系统

说明书

本实用新型公开了一种离网铁路牵引供电系统，包括接触网、分布式电源变电站、电分相和电分相开关，分布式电源变电站的输出端连接至接触网；在相邻分布式电源变电站的接触网上设置有电分相，在电分相上并联设置有电分相开关；分布式电源变电站包括一级新能源发电装置、二级可控型新能源备用电源和单相升压变压器；一级新能源发电装置和二级可控型新能源备用电源相互独立，且均通过各自的单相升压变压器连接至接触网。本实用新型实现列车的离电力网运行，提高了微网铁路牵引供电的稳定性和可靠性；适用于无网区，就地消纳清洁能源，实现轨道交通的节能减排、绿色可持续发展；符合我国铁路目前广泛使用的电力传动机车，适用性强。

技术领域

本实用新型属于牵引供电技术领域，尤其涉及一种离网铁路牵引供电系统。

背景技术

当前，我国的铁路事业正处于快速发展的时期，截至2017年底，我国铁路营业里程达到了12.74万公里，预计2020年将达到15万公里。在这样快速发展的背后，存在着日益严重的环境污染以及资源消耗的问题。我国铁路年用电量达400亿kWh以上，相当于每年消耗160亿千克标准煤。年来随着清洁能源的发展，将太阳能发电、风力发电和水力发电等可再生能源接入铁路牵引供电系统是解决铁路大规模能耗的主要途径。

牵引供电系统三相-单相的结构与电力机车的负荷特性对电力系统电能质量带来影响。牵引负荷为单相负荷，在系统侧产生负序电流，造成系统三相电压的不平衡；交-直-交型电力机车采用了再生制动技术，再生能量返送回电网，但因其不平衡，也将造成系统三相电压不平衡。由此可结合清洁能源供电考虑其它的牵引供电模式。

目前已有将微电网研究应用在偏远地区用电、商企用电、工业和校园用电等领域，而将其应用于牵引供电系统的研究很少。现有的多需要依靠电力网络结合分布式电源进线铁路牵引供电，无法实现真正意义的离网供电，无法适用于无网地区，为铁路的发展和普及带来了极大的阻碍；并且现有的微网铁路供电系统稳定性和可靠性能较差，无法使列以全线无断点地从接触网平滑取流，无法实安全可靠供电。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种离网铁路牵引供电系统，能够实现列车的离电力网的供电运行，提高了微网铁路牵引供电的稳定性和可靠性；列车可以无断点地从接触网平滑取流；不仅可以适用于无网区，而且可以就地消纳清洁能源，实现轨道交通的节能减排、绿色可持续发展；符合我国铁路目前广泛使用的电力传动机车，适用性强。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种离网铁路牵引供电系统，包括接触网、分布式电源变电站、电分相和电分相开关，所述分布式电源变电站的输出端连接至接触网，在所述接触网上设置有至少一组分布式电源变电站；在所述相邻分布式电源变电站的接触网上设置有电分相，在所述电分相上并联设置有电分相开关；所述分布式电源变电站包括一级新能源发电装置、二级可控型新能源备用电源和单相升压变压器；所述一级新能源发电装置和二级可控型新能源备用电源相互独立，且均通过各自的单相升压变压器连接至接触网。

进一步的是，所述分布式电源变电站包括直流分布式电源单元、交流分布式电源单元、储能电源单元和协调控制单元，所述直流分布式电源单元、交流分布式电源单元和储能电源单元分别通过各自的单相升压变压器并列连接至所述接触网，所述协调控制单元分别与直流分布式电源单元、交流分布式电源单元和储能电源单元的控制端相连接。

进一步的是，所述直流分布式电源单元包括直流分布式电源设备、DC-DC变换器和单相逆变器，所述直流分布式电源设备先通过DC-DC变换器，再通过单相逆变器，将直流电变换为满足需求的交流电并传送至其对应的单相升压变压器，由单相升压变压器升压后传递至接触网；

所述交流分布式电源单元包括交流分布式电源设备、AC-DC整流器和DC-AC逆变器，所述交流分布式电源设备先通过AC-DC整流器整流为直流电，再通过DC-AC逆变器变换为满足需求的交流电并传送至其对应的单相升压变压器，由单相升压变压器升压后传递至接触网；