[发明专利]一种电气化铁路同相储能供电系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种电气化铁路同相储能供电系统及控制方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域，包括牵引变压器、光伏同相储能装置以及设置在牵引馈线上的电流互感器和同相牵引母线上电压互感器；光伏同相储能装置由同相光伏桥臂、电容桥臂及同相储能桥臂组成；牵引变压器采用三相/两相接线形式，网侧接入三相电力系统，其中一相牵引侧绕组直接接入同相牵引母线，另一相牵引侧绕组通过光伏同相储能装置接入同相牵引母线，同相供电母线通过馈线与牵引网相连；电压互感器和电流互感器测量端分别与测控单元的检测信号输入端连接，测控单元的控制信号输出端与光伏同相储能装置的控制端连接。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引供电技术领域。

背景技术

随着电气化铁路高速和重载电力牵引的发展和交直交列车的迅速推广应用，单车功率和运量急剧增加，牵引供电系统出现了负序含量明显、电分相造成的电气暂态突出等新特点，同相供电技术有解决了上述问题，是一种理想的供电方案。然而，电力机车停站减速或下坡时会产生大量再生制动能量，由于其属于非计划内发电，会对电网带来不良影响。采用储能装置对列车再生制动能量加以存储利用，不仅可以减少对公用电网影响，而且可节约能源损耗，平滑牵引负荷波动。因而，在同相供电的基础上增加储能技术，将进一步提升牵引供电的性能。

目前，有基于单相同相供电的储能方案，通过在交流母线上设置储能装置实现同相储能功能，该方案结构简单，优势明显。但当储能装置不足以将负序含量控制在国标范围内时，则需要辅以其它的电能质量治理装置。也有采用交直交同相供电技术的储能方案，通过在交直交变流器的直流母线上设置储能装置。由于同相供电变流器多采用级联拓扑，其直流母线数量比较多，增加了储能装置集成的技术难度和成本，也在一定程度影响了储能装置配置的独立性和灵活性。另外，储能装置大多通过变压器与牵引变所的交流系统耦合，充电和放电过程都存在变压器损耗，降低了再生制动能量的利用率。同时，变压器的占地面积和噪声是另外不可忽视的因素。特别是当变压器为多绕组时变压器，上述问题更为严重。

光伏发电作为一种绿光能源，接入牵引供电系统有利于节能减排，具有一定的经济性。光伏接入同供储能供电系统，并利用储能装置形成光储互补优势，对进一步提高牵引供电系统性能和经济性有重要意义。

如何将储能技术和光伏发电与同相供电结合实施电气化铁路安全可靠节能供电，是业界研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气化铁路同相储能供电系统，它能有效地解决电气化铁路安全可靠供电的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种电气化铁路同相储能供电系统的控制方法，它能有效地解决电气化铁路安全可靠供电系统控制的技术问题。