[发明专利]一种智能牵引变电所及其潮流控制方法

说明书

本发明提供了一种智能牵引变电所及其潮流控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括牵引变压器TT、潮流调控装置PCD和控制器CC，所述牵引变压器TT的原边与三相电网连接，次边的一端与牵引母线TSB连接，另一端接地，所述牵引母线TSB通过馈线F与采用双边供电的牵引网OCS连接；所述控制器CC用于根据所述牵引母线TSB和馈线F的电量信息控制所述潮流调控装置PCD对所述牵引变压器TT进行负序补偿使得负序满足国标要求，所述控制器CC还用于控制所述潮流调控装置PCD利用从所述牵引网OCS返回牵引变电所的发电潮流使得返回电网的发电潮流满足预设要求。

技术领域

本发明涉及交流电气化铁路牵引供电技术领域，特别涉及一种智能牵引变电所及其潮流控制方法。

背景技术

电气化铁路电分相是整个牵引供电系统中的最薄弱环节，电分相的中性段形成无电区，造成供电中断，虽然中性段无电区一般只有几十米，但列车控制自动过分相的断电距离却达500米以上，严重制约列车良好运行，甚至上坡时造成列车坡停事故。电气化铁路同相供电可取消牵引变电所处的电分相，双边供电可取消分区所处的电分相，采用同相和双边供电从而消除全线无电区，保证列车的不间断供电，同时消除过分相隐患。另外，通过有效延长供电臂，有利于消峰填谷，平滑牵引负荷波动性，提高再生制动能量直接利用率，节省供电资源，降低基本电费，还有利于解决以负序为主的电能质量问题，具有供电可靠性高、网压水平好、供电能力大、功率损失小等优点。

通常情况下，双边供电牵引网通过两侧牵引变电所与电网形成并联结构，当牵引网空载时，牵引网中有潮流和电流流过，对应的这个潮流称为穿越潮流（对应的电流称为均衡电流），此时，穿越潮流从一侧的牵引变电所流入，从另一侧的牵引变电所流出，即穿越潮流从电网流入牵引网的牵引变电所处于负荷（用电）状态，穿越潮流从牵引网流入电网的牵引变电所处于发电状态。正因为双边供电改变了电网结构，实施双边供电需要解决两个关键技术问题：一是电网和牵引网的继电保护问题，需要继电保护具有更大的保护范围，具有电网故障时联跳牵引网以阻断潮流传递的功能等，对此需电网配备输电线路保护、牵引网配备分段保护等就能完备解决；二是穿越潮流对电网的影响和计量问题，如果穿越潮流返回电网，就相当于该牵引变电所发电，若返送反计，即按照发电对待，将于另一牵引变电所的用电抵消，则用户没有经济损失，如果穿越潮流返回电网时返送不计或正计，则造成用户经济损失，在这种情况下，就需要研究双边供电如何减少穿越潮流，或者如何利用穿越潮流，在正常发挥双边供电优势的同时，减少对电网和用户的影响，提高用电效益。

针对穿越潮流，人们提出了一些抑制方法。其一，通过对牵引变电所的牵引变压器次边串接电抗器降低均衡电流，如中国专利《一种电气化铁路双边供电系统》（授权公告号：CN103552488B），其不足在于，所需的电抗器较大，需要调整列车的功率因数为超前，否则影响供电电压和供电能力。理论上，除非牵引变压器次边的阻抗达到无穷大，否则，都不能使穿越潮流或均衡电流达到0。

现在，抛开双边供电穿越潮流的抑制技术研究，转换一下思路，提出一种智能牵引变电所及其潮流控制方法，实现电气化铁路同相双边贯通供电，取消电分相、消除无电区，同时，将返回电网的双边供电穿越潮流以及牵引网上电力机车制动产生的再生能量均当作发电潮流加以利用，使返回电网的发电潮流满足预设要求，例如为0，并且对过量的负序进行补偿，使其达到国标要求。

发明内容

本发明的目的提供一种智能牵引变电所及其潮流控制方法，它能有效地解决以下技术问题：（1）使得牵引变电所的潮流可控；（2）对从采用双边供电的牵引网OCS返回电网的以及牵引网上电力机车制动产生的发电潮流进行利用使得返回电网的发电潮流满足预设要求；（3）对过量的负序进行补偿使其达到国标要求。