[实用新型]基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统

说明书

本申请公开了一种基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统，包括电源单元、储能单元与牵引网单元，所述电源单元至少包括分散式风电机组、分布式光伏组、燃料电池组、柴油机/小水电组、配电网和高压电网中的两种；所述储能单元包括储能设备、储能变流器和分裂式牵引变压器。本实用新型所述的电气化铁路牵引供电系统，摆脱了对高压电网的过渡依赖，可根据电气化铁路建设地的风、光、水等自然禀赋及其他便利电源，灵活组成能量供给系统，利用储能单元“全时汇聚、按需释放”的能量迁移技术特性，实现薄弱网架甚至无网架下的牵引供电网安全、可靠、持续的供电，同时解决现有电气化铁路牵引供电系统的诸多不利问题。

技术领域

本实用新型涉及一种基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统，属于铁路网领域。

背景技术

电气化铁路交通是实现我国区域经济一体化、跨区域经济发展的协同化、解决不同地区社会经济发展不平衡性的重要支撑。但现有电网与牵引供电系统耦合紧密，相互影响大，存在诸多问题，具体如下：

(一)现有牵引供电系统给电网侧带来的不利影响

(1)现有电气化铁路牵引网和电网架构下，无法利用高压电网以外的其他类型电源电能。

(2)牵引网沿线配置的众多电分相设备投资巨大，运维成本高。

(3)电力机车为大功率、不对称、脉冲式的单相负荷，不仅严重影响 220kV/110kV高压电网的电能质量(负序、谐波、功率因素)，而且增加电网调峰压力。

(二)现有牵引供电系统给铁路侧带来的不利影响

(1)牵引供电系统过渡依赖网架坚强高压电网，导致电网薄弱地区(如川藏、青藏等地区)电气化铁路建设难度大、代价高，严重影响我国铁路电气化技术的推广。

(2)现有电铁牵引系统运行的可靠性、连续性与安全性完全取决于电网系统，一旦电网发生故障，会给电气化铁路运营带来重大负面影响。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统，本案由此产生。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统，可实现薄弱网架甚至无网架下的牵引网安全、可靠、持续的供电。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

基于多源接入结构的电气化铁路牵引供电系统，包括电源单元、储能单元与牵引网单元，所述电源单元为储能单元充电，储能单元为牵引网单元供电，满足机车供电需求；其中，所述电源单元至少包括分散式风电机组、分布式光伏组、燃料电池组、柴油机/小水电组、配电网和高压电网中的两种；所述储能单元包括储能设备、与储能设备相连的若干台储能变流器，以及用于升压的分裂式牵引变压器。

作为优选，所述分散式风电机组、分布式光伏组、燃料电池组组成直流微网结构或交流微网协同为储能设备充电。

作为优选，所述柴油机/小水电组通过低压交流母线(出口电压等级决定) 直接为储能设备提供电能。

作为优选，所述配电网为10/35kV配电网，所述高压电网为66/110/220kV 高压电网，所述10/35kV配电网通过降压变压器与低压交流母线(0.4kV)相连(便于变压器、开关等设备选型)，为储能设备充电；所述66/110/220kV 高压电网通过牵引降压变压器、开关(供电臂有机车通过开关断开，供电臂无机车通过开关闭合)与高压交流母线(27.5kV)相连(便于变压器、开关等设备选型)，为储能设备提供电能。

作为优选，所述燃料电池组与制氢设备相连，通过制氢设备产生电能。

作为优选，所述储能设备采用电化学储能设备、物理储能设备、电磁储能设备中的一种或几种。