[实用新型]一种电气化铁路同相储能供电系统

说明书

本实用新型提供了一种电气化铁路同相储能供电系统、控制方法及控制单元，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。设置在同相供电母线上的电压互感器和设置在馈线上的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，牵引主变压器的牵引侧绕组一端接地，另一端与同相供电母线连接，第一牵引匹配变压器的n组变流侧绕组与n组同相变流器并联侧端口一一对应连接，第二牵引匹配变压器的m组变流侧绕组与m组储能变流器交流侧端口一一对应连接；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同相变流器的控制端和储能变流器的控制端连接。

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路牵引供电技术领域。

背景技术

电气化铁路中的电力机车停站减速或下坡时会产生大量再生制动能量，传统的牵引供电方式下，这部分能量被同行列车吸收的比例较低，大部分返送至电网，由于其属于非计划内发电，会对电网带来不良影响，电力系统往往对电气化铁路再生制动返送能量加以惩罚，如采用“返送不计”甚至“返送正计”计量方式核算牵引供电用户电费，为了减少再生制动能量的返送量，提出储能的技术方案，将再生制动能量存储起来，并在牵引时加以释放。现有技术方案多数是在两个供电臂分别设置两套储能装置，它依赖两个供电臂的再生工况，对储能装置容量需要较大，投资较大，而实际的计量值远小于两臂再生制动能量之和，最重要的是，它不能在牵引供电系统内直接利用再生制动能量，也不能解决电分相问题。此外，电气化铁路牵引负荷波动剧烈，负荷功率峰值不仅在技术上引起以负序为主的电能质量问题，还增加了牵引变压器的容量需求，给牵引所带来不少的容量电费。合理的削除牵引负载峰值，不仅可以改善牵引电能质量，还可以降低牵引所的电费支出。

结合同相供电技术和储能技术，能将牵引供电的性能进一步提升，目前，有部分基于同相融合储能的牵引供电专利方案，其储能装置一般接在同相变流器的直流母线上。此类方案中，同相变流器直流母线结构以及母线电压等级会影响到储能器的配置，例如采用高压级联拓扑的同相变流器，其直流母线数量比较多，且属于高压电，对应需要配置多个储能支路，且每个支路储能装置的绝缘须按照高压绝缘的标准进行设计，增加技术难度和成本，也在一定程度影响了储能器配置的独立性和灵活性。

同相供电技术可以使机车的回馈电能最大限度的直接被牵引网内的处于牵引工况的机车利用，有利于降低牵引变压器和储能的容量需求；而储能装置能够进行牵引负载的削峰填谷，进一步降低牵引变压器的容量需求，同时削峰可以降低负序。如何以最优的方式将同相供电和储能技术结合起来，是业界研究的热点。

实用新型内容

本实用新型目的的第一方面是提供一种电气化铁路同相储能供电系统，它能有效地解决同相供电系统的储能的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电气化铁路同相储能供电系统，包括牵引主变压器，设置在同相供电母线上的电压互感器和设置在馈线上的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，牵引主变压器的牵引侧绕组一端接地，另一端与同相供电母线连接，同相供电母线通过馈线与牵引网连接；第一牵引匹配变压器变流侧绕组2a设置n组，同相变流器设置n组，第一牵引匹配变压器的n组变流侧绕组2a与n 组同相变流器并联侧端口一一对应连接，同相变流器串联侧端口级联后与高压匹配变压器的次边绕组连接；第二牵引匹配变压器变流侧绕组3b设置m组，储能变流器和储能器均设置m组，第二牵引匹配变压器的m组变流侧绕组3b与m组储能变流器交流侧端口一一对应连接，m组储能变流器直流侧端口与m组储能器一一对应连接，其中，n≥1，m≥1；

测控单元的控制信号输出端分别与各个同相变流器的控制端和各个储能变流器的控制端连接；

第一牵引匹配变压器的牵引侧绕组一端接地，另一端与同相供电母线连接，第二牵引匹配变压器的牵引侧绕组一端接地，另一端与同相供电母线连接；

或者第一牵引匹配变压器和第二牵引匹配变压器共用同一牵引侧绕组，共用的牵引侧绕组一端接地，另一端与所述同相供电母线连接。