[发明专利]多能源耦合系统

说明书

本发明适用于电网技术领域，提供了一种多能源耦合系统，该系统包括：能量管理装置、新能源发电系统、并网逆变器、能量转移系统和混合储能系统；本申请通过在牵引供电系统和新能源发电系统间接入并网逆变器和能量转移系统，能够实现新能源发电系统、能量转移系统和混合储能系统的能量互通，从而既能实现新能源发电系统的削峰填谷、调频，提高发电量和电能质量，又能实现对牵引供电系统的综合节能和电能质量治理。

技术领域

本发明属于电气化铁路及电网技术领域，尤其涉及一种多能源耦合系统。

背景技术

电气化铁路，亦称电化铁路，是由电力机车或动车组这两种铁路列车(即通称的火车)为主，所行走的铁路。电气化铁路属于具有鲜明特点的大宗工业用户，牵引供电系统作为典型的冲击性负荷一直对国家电网产生着影响。目前电气化铁路牵引供电系统主要存在的问题包括：基本电费支出多、再生制动能量浪费、电能质量差、牵引变压器容量利用率低等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种多能源耦合系统，以解决现有技术中牵引供电系统电能质量差，再生制动能量浪费的问题。

本发明实施例提供了一种多能源耦合系统，包括：能量管理装置、新能源发电系统、并网逆变器、能量转移系统和混合储能系统；

所述新能源发电系统的并网母线与所述并网逆变器的交流端连接，所述并网逆变器的直流端以及所述混合储能系统分别与所述能量转移系统的直流母线连接；所述能量转移系统的交流端连接牵引供电系统；所述能量管理装置分别与所述新能源发电系统、所述并网逆变器、所述混合储能系统和所述能量转移系统连接；

所述能量管理装置用于根据所述新能源发电系统的电能质量参数、所述牵引供电系统的负荷参数和所述混合储能系统的工作参数，控制并网逆变器和能量转移系统的工作状态，以使所述新能源发电系统、所述牵引供电系统和所述混合储能系统实现能量互通。

在一个实施例中，所述能量转移系统包括铁路功率调节装置；所述铁路功率调节装置的交流端为所述能量转移系统的交流端，所述铁路功率调节装置的直流端连接所述能量转移系统的直流母线。

在一个实施例中，所述铁路功率调节装置包括第一变压器、第二变压器和背靠背变流器；

所述牵引供电系统的第一供电臂、所述第一变压器、所述背靠背变流器、所述第二变压器和所述牵引供电系统的第二供电臂依次连接，且所述背靠背变流器的输出端为所述铁路功率调节装置的直流端。

在一个实施例中，所述能量转移系统包括第三变压器和第一逆变器；

所述第三变压器的原边为所述能量转移系统的交流端，所述第三变压器的副边与所述第一逆变器的交流端连接，所述第一逆变器的直流端连接所述能量转移系统的直流母线。

在一个实施例中，所述能量管理装置包括第一能量管理单元；所述第一能量管理单元用于根据所述牵引供电系统的负荷参数，确定所述牵引供电系统的负荷状态，若所述牵引供电系统负荷处于牵引状态，则调整所述并网逆变器和所述能量转移系统的工作状态，以使所述混合储能系统或所述新能源发电系统向所述牵引供电系统负荷提供能量；若所述牵引供电系统负荷处于制动状态，则调整所述并网逆变器和所述能量转移系统的工作状态，以使制动能量流向所述混合储能系统或所述新能源发电系统。

在一个实施例中，所述能量管理装置包括第二能量管理单元；所述第二能量管理单元用于根据所述新能源发电系统的电能质量参数，控制所述并网逆变器和所述能量转移系统调整工作状态，以使所述混合储能系统和/或所述牵引供电系统调节所述新能源发电系统的电能质量。

在一个实施例中，所述并网逆变器包括双向逆变器。

在一个实施例中，所述新能源发电系统包括水能发电系统、风能发电系统、生物质能发电系统、太阳能发电系统和地热能发电系统。