CN107658868A - 一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法 - Google Patents

一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法，本发明光伏发电系统采用三相接入方式，储能设备接于光伏直流侧；通过实时检测数据及处理结果进行运行模式选择，结合牵引负荷特性，采用自发自用余量上网控制策略。当检测到有牵引负荷时，采用自发自用模式，在为负荷供电的同时，将多余的电能存入储能设备，起到“削峰填谷”的作用。当检测到电臂空载时，切换至余量上网模式，光伏与储能设备同时向电网输送电能。本发明能够实现光伏电能的合理消纳，减少弃电量，同时降低配置的储能容量，提高系统经济性。

Description

一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法
技术领域
本发明属于电气化铁路技术领域，特别是涉及一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法。
背景技术
随着我国电气化铁路的快速发展，截至2016年底，我国铁路营业里程达到 12.4万公里，其中高速铁路达到2.2万公里。到2020年，我国铁路网将达到15 万公里，其中高速铁路3万公里，覆盖80％以上的大城市。铁路系统作为电力系统的大工业用户，其年用电量可达400亿千瓦时，其中50％以上主要消耗在牵引供电系统。为实现电气化铁路的节能降耗，铁路系统自身也在积极推进新能源和可再生能源的发展。而近年来，在国家的高度重视与大力推动下，我国的光伏产业发展迅速，到2020年，我国光伏装机容量预计达105GW。因此将光伏接入牵引供电系统不仅有利于光伏电能的就地消纳，同时也可使铁路系统达到节能减排的目的。
现有研究对光伏发电接入电气化铁路牵引供电系统的接入形式，已进行了初步探索，多采用完全自发自用控制策略。但是，结合国情由于我国铁路网分布广阔，大多数线路仍属于不繁忙线路，若采用自发自用控制策略，为减少弃电量则必须装设很大容量的储能设备，而目前储能设备投资成本相对较高，安装大容量储能设备在经济上显然是不可取的。现有的技术，无法适应于大部分铁路线工况的光伏消纳控制,即依据铁路线上牵引负荷的实时运行工况，对光储系统进行运行模式选择无法实现合理消纳；另一方面，由于直流母线电压的稳定程度对逆变器的正常工作影响很大，现有的技术无法进行功率补偿以及维持直流母线电压。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统及其控制方法，能够使接入牵引供电系统的光伏电能得以合理消纳，以减少弃电量，同时降低配置的储能容量，提高系统经济性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，电气化铁路三相光伏直流侧储能系统包括牵引供电系统、光伏发电系统、储能系统和电力系统，所述光伏发电系统和储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统；
控制方法包括步骤：
S100，实时检测数据：通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电压相量Uα和Uβ，通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电流相量Iα和Iβ，通过检测装置实时检测光伏发电系统的输出功率PPV，通过检测装置实时检测储能系统的实时荷电状态SOC；
S102，数据实时处理：利用所述电压相量Uα和Uβ与所述电流相量Iα和Iβ，计算牵引供电系统中牵引负荷的实时用电功率Pα和Pβ；基于通用端口变换理论，计算牵引负荷在高压侧对于电力系统的实时用电功率Pp、Pq和Pr；
S103，供电模式选择：判断两条供电臂是否有负荷；若有，则三相光伏直流侧储能系统进入自发自用模式；若无，则三相光伏直流侧储能系统进入余量上网模式。
进一步的是，所述自发自用模式为：所述光伏发电系统所产生的电能为牵引负荷提供电能，同时将剩余的电能通过储能系统存储。
进一步的是，所述余量上网模式为：所述光伏发电系统与储能系统同时向电力系统输出功率；
根据电力系统的实时用电功率、光伏发电系统的输出功率和储能系统的荷电状态进行判断，从而控制储能系统的充放电功率动态分配和光伏发电系统的运行状态。
进一步的是，所述供电模式选择的控制策略为：
S301初始化设定：设定储能系统允许的最低荷电状态SOCmin和最高荷电状态SOCmax；设定储能系统的最大放电功率Pdmax和最大充电功率Pcmax；设定P为用电功率Pp、Pq或Pr中的任意一相功率；设定P0为空载损耗判定阈值，P0’为制动再生工况判定阈值；设定P1为储能系统的充放电功率判定阈值；
S302进行供电模式选择，包括步骤：
S3021当min P＞P0或min P＜P0'成立，则三相光伏直流侧储能系统进入自发自用模式；
S3022当min P＞P0或min P＜P0'不成立，则三相光伏直流侧储能系统进入余量上网模式；
S3023判断是否执行完毕，若否则跳至S3021继续执行命令，否则推出循环。
进一步的是，所述自发自用模式的运行方法，包括步骤：
(1)当min P≥P1和SOC≤SOCmin均成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统的输出功率为PPV，光伏发电系统无弃电；
(2)当min P≥P1成立，SOC≤SOCmin不成立时：判断PPV+Pfmax≥Pα+Pβ是否成立；若成立，则令储能系统以Pα+Pβ-PPV的功率放电，光伏发电系统的输出功率PPV，光伏发电系统无弃电；若不成立，则令储能系统以Pdmax的功率放电；
(3)当min P≥P1不成立，SOC≥SOCmax成立时：则令光伏发电系统的输出功率为3×min P，储能系统处于待机状态，剩余的PPV-3×min P光伏电能作弃光限电处理；
(4)当min P≥P1不成立，SOC≥SOCmax也不成立时：判断Pα+Pβ-PPV≥Pcmax是否成立；若成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×min P，储能系统以Pcmax的功率充电，剩余的PPV-3×min P-Pcmax光伏电能作弃光限电处理；若不成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×min P,储能系统以3×min P-Pcmax的功率充电，光伏发电系统无弃电。
进一步的是，所述余量上网模式的运行方法，包括步骤：
(1)当SOC≤SOCmin成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统向电力系统的输出功率为PPV；
(2)当SOC≤SOCmin不成立时：储能系统以Pdmax的功率放电，光伏发电系统向电力系统的输出功率为Pdmax+PPV。
进一步的是，所述空载损耗判定阈值P0和为制动再生工况判定阈值P0’，依据三相光伏直流侧储能系统安装点的牵引变电所历史数据进行，能够充分考虑到选取电臂空载时空载损耗的存在及机车制动再生工况；所述储能系统的充放电功率判定阈值P1根据光伏发电系统的实时输出功率选取，且需满足在自发自用模式下单相电能不出现反送情况。
另一方面，本发明还提供了一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统，包括牵引供电系统、光伏储能系统和电力系统，所述光伏储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统，在所述牵引供电系统和光伏储能系统中设置有检测装置；
所述光伏储能系统包括由光伏发电系统和储能系统，光伏发电系统中光伏阵列的输出端经DC/DC变流器接于三相光伏逆变器的直流侧，储能系统中的储能装置的正负极通过双向DC/DC变流器接于DC/DC变流器的直流输出侧；所述三相光伏逆变器的交流侧连接至两相-三相降压变压器的三相侧，所述两相-三相降压变压器的两相侧连接于牵引供电系统的牵引侧α供电臂和β供电臂，所述两相-三相降压变压器两相侧的第三端口连接至钢轨；
所述牵引供电系统的两条供电臂通过三相-两相牵引变压器连接至电力系统，所述三相-两相牵引变压器两相侧的第三端口连接至钢轨。
进一步的是，所述检测装置包括牵引侧测控单元、光伏系统侧测控单元和储能系统侧测控单元，所述牵引侧测控单元设置在所述供电臂上，所述光伏系统侧测控单元设置在光伏阵列的输出端，所述储能系统侧测控单元设置在储能装置的正负极上。
进一步的是，所述储能装置为蓄电池储能、超导储能、超级电容储能或飞轮储能；适用于各种储能装置。
采用本技术方案的有益效果：
1.本发明采用光伏发电采用三相接入的方式，因三相光伏逆变器的高适应性、大容量而具有一定的优势；
2.本发明通过在光伏系统直流侧接入储能装置，有利于储能系统承担功率补偿以及维持直流母线电压的任务；大大降低了由于直流母线电压的稳定程度对逆变器的正常工作影响；能够有效化解光伏发电自身具有间歇性及波动性对系统的影响，能够更好的消纳光伏电能，减少弃电率；
3.本发明结合牵引负荷特性，采用自发自用余量上网控制策略；当检测到有牵引负荷时，采用自发自用模式，在为负荷供电的同时，将多余的电能存入储能设备，起到“削峰填谷”的作用；当检测到电臂空载时，切换至余量上网模式，光伏与储能设备同时向电网输送电能；这种控制方法有利于光伏电能的合理消纳，减少弃电量，同时降低配置的储能容量，提高系统经济性。
附图说明
图1为本发明的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例自发自用余量上网控制策略流程示意图；
图3为本发明实施例种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的结构示意图；
其中，11是电力系统，12是三相-两相牵引变压器，13是α供电臂，14是β供电臂，15钢轨，16是牵引侧测控单元，21是两相-三相降压变压器，22是三相光伏逆变器，23是DC/DC变流器，24是光伏阵列，25是储能装置，26是光伏系统侧测控单元，27是储能系统侧测控单元，28双向DC/DC变流器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，电气化铁路三相光伏直流侧储能系统包括牵引供电系统、光伏发电系统、储能系统和电力系统，所述光伏发电系统和储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统；
控制方法包括步骤：
S100，实时检测数据：通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电压相量Uα和Uβ，通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电流相量Iα和Iβ，通过检测装置实时检测光伏发电系统的输出功率PPV，通过检测装置实时检测储能系统的实时荷电状态SOC；
S102，数据实时处理：利用所述电压相量Uα和Uβ与所述电流相量Iα和Iβ，计算牵引供电系统中牵引负荷的实时用电功率Pα和Pβ；基于通用端口变换理论，计算牵引负荷在高压侧对于电力系统的实时用电功率Pp、Pq和Pr；
S103，供电模式选择：判断两条供电臂是否有负荷；若有，则系统进入自发自用模式；若无，则系统进入余量上网模式。
参见图1所示，所述供电模式选择的控制策略为：
S301初始化设定：设定储能系统允许的最低荷电状态SOCmin和最高荷电状态SOCmax；设定储能系统的最大放电功率Pdmax和最大充电功率Pcmax；设定P为用电功率Pp、Pq或Pr中的任意一相功率；设定P0为空载损耗判定阈值，P0’为制动再生工况判定阈值；设定P1为储能系统的充放电功率判定阈值。
所述空载损耗判定阈值P0和为制动再生工况判定阈值P0’，依据系统安装点的牵引变电所历史数据进行，能够充分考虑到选取电臂空载时空载损耗的存在及机车制动再生工况；所述储能系统的充放电功率判定阈值P1根据光伏发电系统的实时输出功率选取，且需满足在自发自用模式下单相电能不出现反送情况。
S302进行供电模式选择，包括步骤：
S3021当min P＞P0或min P＜P0'成立，则系统进入自发自用模式；
S3022当min P＞P0或min P＜P0'不成立，则系统进入余量上网模式；
S3023判断是否执行完毕，若否则跳至S3021继续执行命令，否则推出循环。
所述自发自用模式为：所述光伏发电系统所产生的电能为牵引负荷提供电能，同时将剩余的电能通过储能系统存储。
如图2所示，所述自发自用模式的运行方法，包括步骤：
(1)当min P≥P1和SOC≤SOCmin均成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统的输出功率为PPV，光伏发电系统无弃电；
(2)当min P≥P1成立，SOC≤SOCmin不成立时：判断PPV+Pfmax≥Pα+Pβ是否成立；若成立，则令储能系统以Pα+Pβ-PPV的功率放电，光伏发电系统的输出功率PPV，光伏发电系统无弃电；若不成立，则令储能系统以Pdmax的功率放电；
(3)当min P≥P1不成立，SOC≥SOCmax成立时：则令光伏发电系统的输出功率为3×min P，储能系统处于待机状态，剩余的PPV-3×min P光伏电能作弃光限电处理；
(4)当min P≥P1不成立，SOC≥SOCmax也不成立时：判断Pα+Pβ-PPV≥Pcmax是否成立；若成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×min P，储能系统以Pcmax的功率充电，剩余的PPV-3×min P-Pcmax光伏电能作弃光限电处理；若不成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×min P,储能系统以3×min P-Pcmax的功率充电，光伏发电系统无弃电。
所述余量上网模式为：所述光伏发电系统与储能系统同时向电力系统输出功率；根据电力系统的实时用电功率、光伏发电系统的输出功率和储能系统的荷电状态进行判断，从而控制储能系统的充放电功率动态分配和光伏发电系统的运行状态。
所述余量上网模式的运行方法，包括步骤：
(1)当SOC≤SOCmin成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统向电力系统的输出功率为PPV；
(2)当SOC≤SOCmin不成立时：储能系统以Pdmax的功率放电，光伏发电系统向电力系统的输出功率为Pdmax+PPV。
为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，如图3所示，本发明还提供了一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统，包括牵引供电系统、光伏储能系统和电力系统11，所述光伏储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统11，在所述牵引供电系统和光伏储能系统中设置有检测装置；
所述光伏储能系统包括由光伏发电系统和储能系统，光伏发电系统中光伏阵列24的输出端经DC/DC变流器23接于三相光伏逆变器22的直流侧，储能系统中的储能装置25的正负极通过双向DC/DC变流器28接于DC/DC变流器23的直流输出侧；所述三相光伏逆变器22的交流侧连接至两相-三相降压变压器21的三相侧，所述两相-三相降压变压器21的两相侧连接于牵引供电系统的牵引侧α供电臂13和β供电臂14，所述两相-三相降压变压器21两相侧的第三端口连接至钢轨15；
所述牵引供电系统的两条供电臂通过三相-两相牵引变压器12连接至电力系统11，所述三相-两相牵引变压器12两相侧的第三端口连接至钢轨15。
其中DC/DC变流器23实现光伏电能MPPT控制；双向DC/DC变流器28可通过储能控制指令对储能装置25进行充放电控制，起到“削峰填谷”的作用；两相-三相降压变压器21不仅限于Dyn11、逆Scott、YNd11、V/v等接线形式；三相-两相牵引变压器12不仅限于单相、V/v、YNd11、Scott、阻抗匹配平衡等接线形式。
作为上述实施例的优化方案，在所述检测装置包括牵引侧测控单元16、光伏系统侧测控单元26和储能系统侧测控单元27，所述牵引侧测控单元16设置在所述供电臂上，所述光伏系统侧测控单元26设置在光伏阵列24的输出端，所述储能系统侧测控单元27设置在储能装置25的正负极上。
所述储能装置25为蓄电池储能、超导储能、超级电容储能或飞轮储能；适用于各种储能装置25。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，电气化铁路三相光伏直流侧储能系统包括牵引供电系统、光伏发电系统、储能系统和电力系统，所述光伏发电系统和储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统；
控制方法包括步骤：
S100，实时检测数据：通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电压相量Uα和Uβ，通过检测装置实时检测牵引供电系统中牵引侧两条供电臂的电流相量Iα和Iβ，通过检测装置实时检测光伏发电系统的输出功率PPV，通过检测装置实时检测储能系统的实时荷电状态SOC；
S102，数据实时处理：利用所述电压相量Uα和Uβ与所述电流相量Iα和Iβ，计算牵引供电系统中牵引负荷的实时用电功率Pα和Pβ；基于通用端口变换理论，计算牵引负荷在高压侧对于电力系统的实时用电功率Pp、Pq和Pr；
S103，供电模式选择：判断两条供电臂是否有负荷；若有，则三相光伏直流侧储能系统进入自发自用模式；若无，则三相光伏直流侧储能系统进入余量上网模式。
2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述自发自用模式为：所述光伏发电系统所产生的电能为牵引负荷提供电能，同时将剩余的电能通过储能系统存储。
3.根据权利要求2所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述余量上网模式为：所述光伏发电系统与储能系统同时向电力系统输出功率；
根据电力系统的实时用电功率、光伏发电系统的输出功率和储能系统的荷电状态进行判断，从而控制储能系统的充放电功率动态分配和光伏发电系统的运行状态。
4.根据权利要求3所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述供电模式选择的控制策略为：
S301初始化设定：设定储能系统允许的最低荷电状态SOCmin和最高荷电状态SOCmax；设定储能系统的最大放电功率Pdmax和最大充电功率Pcmax；设定P为用电功率Pp、Pq或Pr中的任意一相功率；设定P0为空载损耗判定阈值，P0’为制动再生工况判定阈值；设定P1为储能系统的充放电功率判定阈值；
S302进行供电模式选择，包括步骤：
S3021当minP＞P0或minP＜P0'成立，则三相光伏直流侧储能系统进入自发自用模式；
S3022当minP＞P0或minP＜P0'不成立，则三相光伏直流侧储能系统进入余量上网模式；
S3023判断是否执行完毕，若否则跳至S3021继续执行命令，否则推出循环。
5.根据权利要求4所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述自发自用模式的运行方法，包括步骤：
(1)当minP≥P1和SOC≤SOCmin均成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统的输出功率为PPV，光伏发电系统无弃电；
(2)当minP≥P1成立，SOC≤SOCmin不成立时：判断PPV+Pfmax≥Pα+Pβ是否成立；若成立，则令储能系统以Pα+Pβ-PPV的功率放电，光伏发电系统的输出功率PPV，光伏发电系统无弃电；若不成立，则令储能系统以Pdmax的功率放电；
(3)当minP≥P1不成立，SOC≥SOCmax成立时：则令光伏发电系统的输出功率为3×minP，储能系统处于待机状态，剩余的PPV-3×minP光伏电能作弃光限电处理；
(4)当minP≥P1不成立，SOC≥SOCmax也不成立时：判断Pα+Pβ-PPV≥Pcmax是否成立；若成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×minP，储能系统以Pcmax的功率充电，剩余的PPV-3×minP-Pcmax光伏电能作弃光限电处理；若不成立，则令光伏发电系统的输出功率为3×minP,储能系统以3×minP-Pcmax的功率充电，光伏发电系统无弃电。
6.根据权利要求4所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述余量上网模式的运行方法，包括步骤：
(1)当SOC≤SOCmin成立时：储能系统处于待机状态，光伏发电系统向电力系统的输出功率为PPV；
(2)当SOC≤SOCmin不成立时：储能系统以Pdmax的功率放电，光伏发电系统向电力系统的输出功率为Pdmax+PPV。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统的控制方法，其特征在于，所述空载损耗判定阈值P0和为制动再生工况判定阈值P0’，依据三相光伏直流侧储能系统安装点的牵引变电所历史数据进行选取；所述储能系统的充放电功率判定阈值P1根据光伏发电系统的实时输出功率选取，且需满足在自发自用模式下单相电能不出现反送情况。
8.一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统，其特征在于，包括牵引供电系统、光伏储能系统和电力系统(11)，所述光伏储能系统连接至牵引供电系统，所述牵引供电系统连接至电力系统(11)，在所述牵引供电系统和光伏储能系统中设置有检测装置；
所述光伏储能系统包括由光伏发电系统和储能系统，光伏发电系统中光伏阵列(24)的输出端经DC/DC变流器(23)接于三相光伏逆变器(22)的直流侧，储能系统中的储能装置(25)的正负极通过双向DC/DC变流器(28)接于DC/DC变流器(23)的直流输出侧；所述三相光伏逆变器(22)的交流侧连接至两相-三相降压变压器(21)的三相侧，所述两相-三相降压变压器(21)的两相侧连接于牵引供电系统的牵引侧α供电臂(13)和β供电臂(14)，所述两相-三相降压变压器(21)两相侧的第三端口连接至钢轨(15)；
所述牵引供电系统的两条供电臂通过三相-两相牵引变压器(12)连接至电力系统(11)，所述三相-两相牵引变压器(12)两相侧的第三端口连接至钢轨(15)。
9.根据权利要求8所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统，其特征在于，所述检测装置包括牵引侧测控单元(16)、光伏系统侧测控单元(26)和储能系统侧测控单元(27)，所述牵引侧测控单元(16)设置在所述供电臂上，所述光伏系统侧测控单元(26)设置在光伏阵列(24)的输出端上，所述储能系统侧测控单元(27)设置在储能装置(25)的正负极上。
10.根据权利要求9所述的一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统，其特征在于，所述储能装置(25)为蓄电池储能、超导储能、超级电容储能或飞轮储能。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108365634A (zh) * 2018-04-23 2018-08-03 西南交通大学 一种再生制动能量回收的铁路光伏储能系统及控制方法
CN108390412A (zh) * 2018-04-23 2018-08-10 西南交通大学 一种制动能量回收的牵引光伏发电系统及控制方法
CN109149611A (zh) * 2018-10-09 2019-01-04 西南交通大学 一种牵引负荷削峰填谷的储能控制方法
CN110277808A (zh) * 2018-03-13 2019-09-24 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于储能列车充电站的能源互联网系统
CN110460077A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 西南交通大学 一种用于城轨牵引网的新能源供电系统及控制方法
CN114362162A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 西南交通大学 一种基于光伏储能系统的铁路能量路由调控方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102593864A (zh) * 2012-02-17 2012-07-18 浙江省电力试验研究院 一种光伏储能一体化变流器
CN105552952A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 国网上海市电力公司 一种光储联合发电系统及其能量管理方法
CN106394317A (zh) * 2016-11-10 2017-02-15 中广核太阳能开发有限公司 一种高效节能的铁路牵引供电系统
CN106786740A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 西南交通大学 一种牵引供电系统光伏储能并网装置及控制方法
CN106849836A (zh) * 2017-03-09 2017-06-13 中广核太阳能开发有限公司 一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法
CN207518264U (zh) * 2017-10-17 2018-06-19 西南交通大学 一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102593864A (zh) * 2012-02-17 2012-07-18 浙江省电力试验研究院 一种光伏储能一体化变流器
CN105552952A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 国网上海市电力公司 一种光储联合发电系统及其能量管理方法
CN106394317A (zh) * 2016-11-10 2017-02-15 中广核太阳能开发有限公司 一种高效节能的铁路牵引供电系统
CN106786740A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 西南交通大学 一种牵引供电系统光伏储能并网装置及控制方法
CN106849836A (zh) * 2017-03-09 2017-06-13 中广核太阳能开发有限公司 一种电气化铁路三相光伏储能系统的控制方法
CN207518264U (zh) * 2017-10-17 2018-06-19 西南交通大学 一种电气化铁路三相光伏直流侧储能系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110277808A (zh) * 2018-03-13 2019-09-24 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于储能列车充电站的能源互联网系统
CN108365634A (zh) * 2018-04-23 2018-08-03 西南交通大学 一种再生制动能量回收的铁路光伏储能系统及控制方法
CN108390412A (zh) * 2018-04-23 2018-08-10 西南交通大学 一种制动能量回收的牵引光伏发电系统及控制方法
CN108390412B (zh) * 2018-04-23 2023-07-28 西南交通大学 一种制动能量回收的牵引光伏发电系统及控制方法
CN108365634B (zh) * 2018-04-23 2023-07-28 西南交通大学 一种再生制动能量回收的铁路光伏储能系统及控制方法
CN109149611A (zh) * 2018-10-09 2019-01-04 西南交通大学 一种牵引负荷削峰填谷的储能控制方法
CN110460077A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 西南交通大学 一种用于城轨牵引网的新能源供电系统及控制方法
CN110460077B (zh) * 2019-08-27 2022-04-26 西南交通大学 一种用于城轨牵引网的新能源供电系统的控制方法
CN114362162A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 西南交通大学 一种基于光伏储能系统的铁路能量路由调控方法

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