[发明专利]一种具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备及控制方法

说明书

本发明涉及一种具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备与控制方法，该互联装备包括低阻抗多绕组变压器、多个功率单元、高压滤波器和低阻抗输出变压器；低阻抗多绕组变压器的高压侧与电气化铁路接触网和回流线相连，低阻抗多绕组变压器的多个低压侧绕组与多个功率单元的整流侧一一相连，多个功率单元的逆变侧组成的三相三线级联逆变器的输出侧连接有高压滤波器后与低阻抗输出变压器相连；本互联装备的控制方法包括铁路牵引供电系统融冰的控制、铁路电力供配电系统融冰控制、互联运行控制；这样既可实现对铁路牵引接触网、铁路电力供配电网的导线覆冰融化，还能将铁路牵引27.5kV转换为10kV为铁路电力供配电网供电，具有不改变互联装备拓扑，只改变控制方法就能实现互联装备的多种功能的优点。

技术领域

本发明属于电气化铁路技术领域，尤其涉及一种具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备及控制方法。

背景技术

铁路电力系统包括了铁路牵引供电系统和铁路电力供配电系统。铁路牵引电力系统为27.5kV供电，而铁路电力供配电系统为10kV系统。申请人发现，在铁路电力系统中常存在两个重要问题：第一是在我国西北地区，10kV电源匮乏，周围缺乏公用电网建设项目，造成铁路电力供配电系统无电可用或者电源数量不足降低了供电可靠性；第二是，在部分地区存在高寒、高湿问题，冬季极易遭受架空导线覆冰问题。

如果能发明一种能将27.5kV转换为10kV，将铁路牵引电力系统的电能变换给铁路公配电系统使用，同时在发生冬季覆冰问题时通过指令控制实现增大电流融冰，将会是一种理想的解决方案。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备与控制方法，可以将铁路牵引电力系统与铁路电力供配电系统互联运行，把铁路牵引电能质量恶劣的27.5kV转换为高质量的10kV为铁路供配电系统供电；同时，通过谐波在线路电感、电容参数上谐振原理，利用电流放大效应解决了铁路牵引电力系统的接触网和铁路电力供配电系统的架空线在冬季容易覆冰问题；本发明方法在不改变互联装备拓扑结构的基础上只需改变互联装备的控制过程即可实现线路融冰，提高了互联装备的利用率和复用率，减少了铁路运维人员对大型融冰装置的投资。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备，包括有低阻抗多绕组变压器、多个功率单元、高压滤波器和低阻抗输出变压器；其中，所述低阻抗多绕组变压器的高压侧与电气化铁路接触网和回流线相连，所述低阻抗多绕组变压器的多个低压侧绕组与多个功率单元的整流侧一一相连，所述多个功率单元的逆变侧组成三相三线级联逆变器，且所述三相三线级联逆变器的输出侧连接有高压滤波器后与低阻抗输出变压器相连；所述功率单元由PWM整流器、PWM逆变器、直流储能平波电容组成，所述PWM整流器的输入侧与低阻抗多绕组变压器的低压侧相连，所述PWM整流器的输出侧与PWM逆变器的直流侧连接，所述直流储能平波电容并联在PWM整流器的输出侧和PWM逆变器的直流侧之间。

本发明还提供了一种上述的具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备的控制方法，包括铁路牵引供电系统融冰的控制、铁路电力供配电系统融冰控制、互联运行控制；其中，所述铁路牵引供电系统融冰的控制为奇数次谐波概率频扫控制，所述铁路电力供配电系统融冰的控制为3的倍数次谐波概率频扫控制。

进一步地，所述的奇数次谐波概率频扫控制，具体包括以下步骤：

a1.以具有双网融冰功能的铁路电力系统互联装备的输入侧安装点为初始位置，在线路上不同的两处位置分别采集线路电流；