CN111775782A - 一种电气化铁路牵引应急保障供电系统及控制方法 - Google Patents

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CN111775782A CN202010709214.1A CN202010709214A CN111775782A CN 111775782 A CN111775782 A CN 111775782A CN 202010709214 A CN202010709214 A CN 202010709214A CN 111775782 A CN111775782 A CN 111775782A
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Abstract

本发明公开一种电气化铁路牵引应急保障供电系统及控制方法，包括分相牵引供电系统和能量路由转换系统；分相牵引供电系统包括多段牵引变压所；各牵引变压所均采用轮换相序接线方法，原边分别从电网取电，副边分别与由变压所电分相分割的独立供电臂连接，以为牵引负荷供能；相邻牵引变压所之间设置有分区所电分相；在每个所述牵引变电所处均跨接设置有所内能量转换装置模块化单元，在相邻所述牵引变电所之间的分区所电分相处跨接设置有所间能量转换装置模块化单元，所述所内能量转换装置模块化单元和所间能量转换装置模块化单元均由中央控制器进行统一能量管理及协调控制。本发明能够有效提高牵引供电系统在恶劣服役环境下的供电可靠性与灵活性。

Description

一种电气化铁路牵引应急保障供电系统及控制方法
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牵引应急保障供电系统及控制方法。
背景技术
针对建设难度大、风险高、运营环境艰险的铁路工程，如川藏铁路全线路段“八上八下”，累计爬升下降均在1万米以上，沿线伴随着外部电网极端薄弱、高比例的超大隧道、超长大坡道、高原高寒、强日照等多重复杂系统性难点，这些特殊性将使铁路牵引供电系统面临巨大的挑战。因此，当面临此类复杂线路时，为充分保证系统可靠供电，对牵引应急保障供电系统的需求将变得十分迫切。
概括来说，在恶劣服役环境中铁路系统常常面临诸多问题：1)恶劣服役环境导致的线路特殊性对牵引供电系统供电可靠性要求极高，但这类线路的外部电网整体又常常极端薄弱，加之既有牵引供电系统结构中，从低压27.5kV馈线至牵引负荷均为无备用牵引网系统，对于类似川藏铁路抢险救援、故障处理困难的服役环境，一旦外部电源(主/备)或牵引网发生故障，列车将无法正常取电，如何满足列车制氧系统/空调通风系统等生命保障支撑设备的电能需求、维持列车的自走行能力，事关旅客生命安全，尤其是在高原高寒、长大隧道内空气稀薄、气候条件恶劣的区段；2)对于地形起伏异常剧烈的区段，在长上坡方向牵引供电系统将面临着正向输送能力要求高、牵引变压器容量需求大、网压骤降、正向不对称潮流引发的电能质量(无功/负序/谐波)等相关问题，同样地，在长下坡方向牵引供电系统也将面临制动电流带来的反向大载流、网压骤升、反向潮流电能质量等相关问题，而上述完全相反的负荷特性将对牵引供电系统和外电网设计带来严峻挑战；3)恶劣服役环境下的铁路牵引负荷一般较重，其上坡方向对牵引变电所供电能力的要求常常高于普通铁路，因此对系统供电能力需求巨大，若再叠加2)中所列的一系列交替大功率源荷双重冲击性和不确定性问题，将对本就极端脆弱的外部电网带来更加严峻的挑战。
因此，有必要开展恶劣服役环境中铁路牵引供电系统极端状态下的应急供电技术(如紧急故障响应)、牵引供电能力保持及其它辅助优化技术(如再生制动能量回收利用、牵引负荷削峰填谷、主动电压支撑、清洁能源辅助供电、电能质量改善等)。目前，既有应急保障供电技术中的车载应急电源供电时间较短，难以满足复杂铁路中需求的自走行能力；同时暂未见能够独立于牵引供电系统的地面式牵引应急保障供电系统。此外，复杂铁路工程实施条件的困难性，也决定了外设的电气化系统应具备简约化、集成化、多功能一体化的建设需求，但现有的供电系统难以同时满足上述需求。
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牵引应急保障供电系统及控制方法，能够有效提高牵引供电系统在恶劣服役环境下的供电可靠性与灵活性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，包括分相牵引供电系统和能量路由转换系统；
所述分相牵引供电系统包括多段牵引变压所TS；各牵引变压所TS均采用轮换相序接线方法，原边分别从三相公用电网取电，副边分别与由变压所电分相分割的独立供电臂连接，以为牵引负荷供能；为提高供电可靠性，此处牵引负荷为采用了带车载应急电源的列车；相邻牵引变压所TS之间设置有分区所电分相；
所述能量路由转换系统包括多组所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和多组所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，在每个所述牵引变电所TS处均跨接设置有所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元，在相邻所述牵引变电所TS之间的分区所电分相处跨接设置有所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元均通过信号塔及通信通道由中央控制器进行统一能量管理及协调控制。
进一步的是，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS，此模块优先建设于外部电网薄弱且具备光伏建设条件的牵引变电所；或者，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背储能模块BTB-ESS，此模块优先建设于含有长大坡道的区段；此外，背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS与背靠背储能模块BTB-ESS均设置有车载应急电源充电点OSCP，用于为列车上有电能消耗的车载应急电源进行快速充电，充分保证列车在紧急情况下的供电可靠性；
所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元包括中性区功率转换模块BTBC，此模块适用于长大隧道及常规区段；
所述牵引变压所TS、所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，三者组合式或独立地向供电臂供电。
进一步的是，所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS包括第一单相降压变压器一、第一单相降压变压器二、第一背靠背变流器、光伏发电单元和第一储能单元；其中，所述光伏发电单元中，光伏阵列输出端与单向DC/DC变流器输入端相连，以实现升压及最大功率点跟踪功能；所述第一储能单元中的双向DC/DC变流器输出端与单向DC/DC变流器输出端相并联，且共同连接于背靠背变流器中的公用第一直流支撑电容两端；所述第一储能单元中的双向DC/DC变流器输入端与第一储能介质相连，以回收利用无法完全消纳的光伏电能及机车再生制动电能；所述第一背靠背变流器中，两侧的第一单相四象限变流器一和第一单相四象限变流器二的交流侧分别与第一单相降压变压器一和第一单相降压变压器二副边连接，直流侧均连接至第一直流支撑电容两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第一单相降压变压器一和第一单相降压变压器二原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨之间；
所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径P1d、光伏电能消耗路径P2和P3、光伏电能存储路径P4、储能介质电能释放/存储路径P5d和P6d。
进一步的是，所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS中的第一储能介质，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
进一步的是，所述中性区功率转换模块BTBC包括第二单相降压变压器一、第二单相降压变压器二和第二背靠背变流器，所述第二背靠背变流器中两侧的第二单相四象限变流器一和第二单相四象限变流器二的交流侧分别与第二单相降压变压器一和第二单相降压变压器二副边连接，直流侧均连接至第二直流支撑电容两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第二单相降压变压器一和第二单相降压变压器二原边分别跨接于对应的分区所供电臂与钢轨之间；
所述中性区功率转换模块的典型能量传输路径主要包括相邻牵引相相间能量转移路径T1d。
进一步的是，所述背靠背储能模块BTB-ESS包括第三单相降压变压器一、第三单相降压变压器二、第三背靠背变流器和第三储能单元；所述第三储能单元中的双向DC/DC变流器输出端连接于第三背靠背变流器中的公用第三直流支撑电容两端，输入端与第三储能介质相连，以回收利用机车的再生制动电能；所述背靠背变流器中，两侧第三单相四象限变流器一和第三单相四象限变流器二的交流侧分别与第三单相降压变压器一和第三单相降压变压器二副边连接，直流侧均连接至第三直流支撑电容两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述第三单相降压变压器一和第三单相降压变压器二原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨之间；
所述背靠背储能模块BTB-ESS的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径L1d、储能介质电能释放/存储路径L2d和L3d。
进一步的是，所述背靠背储能模块BTB-ESS中的第三储能介质，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
另一方面，本发明还提供了一种电气化铁路牵引应急保障供电控制方法，包括2类典型运行模式：
S1，在牵引供电系统故障时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引应急保障供电模式；
S2，在牵引供电系统正常运行时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引供电能力保持及辅助优化功能模式。
进一步的是，所述运行模式S1中在牵引供电系统故障包括外部电网或牵引变电所故障场景和牵引网故障场景：
S11，在外部电网或牵引变电所故障场景时，包括：S111，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①应急保障供电系统地面环节实现互联互通，执行大范围越区供电行为；②车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；S112，该模式下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过地/车一体化环节保证列车的自走行能力，使其安全通过失/无电区；②旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；③无故障区间维持可靠供电；S113，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划；
S12，在牵引网故障场景时，包括：S121，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；②无故障区段继续执行牵引供电能力保持及其辅助优化功能；S122，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；②保证列车的自走行能力，使其安全通过无电区，否则等待救援；③无故障区间维持可靠供电；S123，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划。
进一步的是，所述运行模式S2中在牵引供电系统正常运行包括牵引网存在大量再生制动能量场景、特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景、牵引网网压波动剧烈场景、外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景、以及牵引变电所电能质量恶劣场景：
S21，在牵引网存在大量再生制动能量场景时，包括：S211，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：再生制动能量实现全线路由，尽量缓解局部潮流冲击，具体地，①优先为地面环节中车载应急电源充电点处的储能电池充电；②多余部分为沿线牵引态机车供能；S212，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过再生制动能量优化利用，提高系统综合能量利用率，抑制网压波动及缓减牵引变压器反向载流压力，尤其是对带长大坡道的区段；②车载应急电源充电点处储能电池充电，为下一次列车应急电源的快速充电行为做准备；S123，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行全线制动能量优化利用时的功率流通进行规划；
S22，在特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景时，包括：S221，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①峰时段：根据消峰量，TSS-PTD主动释放电能，NZ-PTD主动执行越区供电行为；②谷时段：根据填谷量，控制TSS-PTD中储能电池以优先服务充电点处的储能单元进行能量存储，相邻站存在功率请求时，NZ-PTD执行越区供电行为；S222，基于此所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①实现特定供电段负荷的消峰填谷；②提高牵引变压器容量利用率并降低电费；S223，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对特定供电段负荷进行削峰填谷时的功率流通进行规划；
S23，在牵引网网压波动剧烈场景时，包括：S231，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统：①通过TSS-PTD、NZ-PTD释放和转移能量，缓解正向牵引大电流引起的牵引网欠电压程度；②通过TSS-PTD、NZ-PTD存储和转移能量，缓解反向制动大电流引起的牵引网过电压程度；S232，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：主动网压支撑，避免机车过压/欠压保护导致的紧急停车行为，尤其是处于长大坡道区段位置；S233，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对牵引网进行主动网压支撑进行规划；
S24，在外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景时，包括：S241，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①利用光伏等新能源进行辅助供电；②强电网供电区段利用以BTB-PV/ESS为主的TSS-PTD，NZ-PTD执行大范围越区供电；S242，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①牵引供电能力保持，尤其是对于外部电网极端薄弱区段；②实现清洁能源高效消纳，促进铁路系统节能减排；③利于铁路闲置屋面/土地综合开发利用；S243，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行新能源管理与控制时的功率流通进行规划；
S25，在牵引变电所电能质量恶劣场景时，包括：S251，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：利用TSS-PTD、NZ-PTD中的背靠背变流器实现有功功率动态传输及无功功率实时补偿；S252，基于此，该所述电气化铁路牵引应急保障供电系统预期目标为：改善主要电能质量，包括负序电流削减、无功功率补偿、谐波电流抑制；S253，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行负序电流改善进行规划。
采用本技术方案的有益效果：
本发明能够有效提高牵引供电系统在恶劣服役环境下的供电可靠性与灵活性。一方面当外部电源或牵引变电所或牵引网故障时，该系统能够自主维持列车内部生命保障支撑设备的电能需求及列车的自走行能力，保障旅客生命安全并使列车安全通过无电区，尤其是在高原高寒、长大隧道空气稀薄、气候条件恶劣的区段；另一方面，当牵引供电系统正常运行时，该系统既能通过全线清洁能源高效管理、再生制动能量优化利用、负荷削峰填谷运行模式，保持并辅助提高牵引供电能力，又能通过主动网压支撑、电能质量改善(无功/负序/谐波)运行模式，优化牵引供电质量，保证列车安全可靠运行。
本发明能够有效提高复杂电气化铁路牵引供电系统的供电可靠性与灵活性，尤其是对于外部电网薄弱、内含大量长大坡道、长大隧道的恶劣服役线路，能够有效解决线路中存在的外部电网极端薄弱与供电能力需求大、服役环境极端恶劣与可靠供电要求高等突出矛盾。
本发明各个特定功能单元均采用多功能模块化的集成结构，其中能量路由转换系统可根据实际线路情况进行组合式安装，一定程度上可缓解工程实施压力，具有较强的适应性。
附图说明
图1为本发明的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统的拓扑结构示意图；
图2为本发明实施例中背靠背光伏储能发电模块的拓扑示意图；
图3为本发明实施例中背靠背光伏储能发电模块的典型能量传输路径图；
图4为本发明实施例中中性区功率转换模块的拓扑示意图；
图5为本发明实施例中中性区功率转换模块的典型能量传输路径图；
图6为本发明实施例中背靠背储能模块的拓扑示意图；
图7为本发明实施例中背靠背储能模块的典型能量传输路径图；
图8为本发明实施例中外部电源故障时所述系统的功率流通简图；
图9为本发明实施例中牵引网故障时所述系统的功率流通简图；
图10为本发明实施例中全线制动能量优化利用时所述系统的功率流通简图；
图11为本发明实施例中所述系统对特定供电段负荷进行削峰填谷时的功率流通简图；
图12为本发明实施例中所述系统对牵引网进行主动网压支撑的规划简图；
图13为本发明实施例中所述系统内新能源管理与控制的运行模式简图；
图14为本发明实施例中所述系统的负序改善规划简图；
图中：1－分相牵引供电系统，2－能量路由转换系统，11－公用电网，12/13/14－牵引变电所TS，15－变电所电分相，16－分区所电分相，17－供电臂，18－钢轨，19－列车，20－车载应急电源，21/25－背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS，22/24－中性区功率转换模块BTBC，23－背靠背储能模块BTB-ESS，26－信号塔，27－通信通道，28－中央控制器，29/30/31－车载电源充电点OSCP；211－第一单相降压变压器一，212－第一单相降压变压器二，213－第一背靠背变流器，214－光伏发电单元，215－第一储能单元，2131-第一单相四象限变流器一，2132－第一单相四象限变流器二，2133－第一直流支撑电容，2141－单向DC/DC变换器，2142－光伏阵列，2151－双向DC/DC变流器，2152－第一储能介质；221-第二单相降压变压器一，222－第二单相降压变压器二，223－第二背靠背变流器，2231-第二单相四象限变流器一，2232－第二单相四象限变流器二，2233－第二直流支撑电容；231-第三单相降压变压器一，232－第三单相降压变压器二，233－第三背靠背变流器，234－第三储能单元，2331-第三单相四象限变流器一，2332－第三单相四象限变流器二，2333－第三直流支撑电容，2341－第三储能介质，2342－双向DC/DC变换器。
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牵引应急保障供电系统，包括分相牵引供电系统1和能量路由转换系统2；
所述分相牵引供电系统1包括多段牵引变压所TS12.13.14；各牵引变压所TS均采用轮换相序接线方法，原边分别从三相公用电网11取电，副边分别与由变压所电分相15分割的独立供电臂17连接，以为牵引负荷供能；牵引负荷为采用了带车载应急电源20的列车19；相邻牵引变压所TS之间设置有分区所电分相16；
所述能量路由转换系统2包括多组所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和多组所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，在每个所述牵引变电所TS处均跨接设置有所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元，在相邻所述牵引变电所TS之间的分区所电分相处跨接设置有所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元均通过信号塔26及通信通道27由中央控制器28进行统一能量管理及协调控制。
作为上述实施例的优化方案，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS 21.25，此模块优先建设于外部电网薄弱且具备光伏建设条件的牵引变电所；或者，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背储能模块BTB-ESS 23，此模块优先建设于含有长大坡道的区段；此外，背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS 21.25与背靠背储能模块BTB-ESS23均设置有车载应急电源充电点OSCP29.30.31，用于为列车19上有电能消耗的车载应急电源20进行快速充电，充分保证列车在紧急情况下的供电可靠性；
所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元包括中性区功率转换模块BTBC22.24，此模块适用于长大隧道及常规区段；
所述牵引变压所TS、所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，三者组合式或独立地向供电臂供电。
作为上述实施例的优化方案，如图2和图3所示，所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS 21.25包括第一单相降压变压器一211、第一单相降压变压器二212、第一背靠背变流器213、光伏发电单元214和第一储能单元215；其中，所述光伏发电单元214中，光伏阵列2142输出端与单向DC/DC变流器2141输入端相连，以实现升压及最大功率点跟踪功能；所述第一储能单元215中的双向DC/DC变流器2151输出端与单向DC/DC变流器2141输出端相并联，且共同连接于背靠背变流器213中的公用第一直流支撑电容2133两端；所述第一储能单元215中的双向DC/DC变流器2151输入端与第一储能介质2152相连，以回收利用无法完全消纳的光伏电能及机车再生制动电能；所述第一背靠背变流器213中，两侧的第一单相四象限变流器一2131和第一单相四象限变流器二2132的交流侧分别与第一单相降压变压器一211和第一单相降压变压器二212副边连接，直流侧均连接至第一直流支撑电容2133两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第一单相降压变压器一211和第一单相降压变压器二212原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨18之间；
所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS 21的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径P1d、光伏电能消耗路径P2和P3、光伏电能存储路径P4、储能介质电能释放/存储路径P5d和P6d。
所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS 21中的第一储能介质2152，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
作为上述实施例的优化方案，如图4和图5所示，所述中性区功率转换模块BTBC22.24包括第二单相降压变压器一221、第二单相降压变压器二222和第二背靠背变流器223，所述第二背靠背变流器223中两侧的第二单相四象限变流器一2231和第二单相四象限变流器二2232的交流侧分别与第二单相降压变压器一221和第二单相降压变压器二222副边连接，直流侧均连接至第二直流支撑电容2233两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第二单相降压变压器一221和第二单相降压变压器二222原边分别跨接于对应的分区所供电臂与钢轨18之间；
所述中性区功率转换模块22的典型能量传输路径主要包括相邻牵引相相间能量转移路径T1d。
作为上述实施例的优化方案，如图6和图7所示，所述背靠背储能模块BTB-ESS23包括第三单相降压变压器一231、第三单相降压变压器二232、第三背靠背变流器233和第三储能单元234；所述第三储能单元234中的第三双向DC/DC变流器2342输出端连接于第三背靠背变流器233中的公用第三直流支撑电容2333两端，输入端与第三储能介质2341相连，以回收利用机车的再生制动电能；所述背靠背变流器233中，两侧第三单相四象限变流器一2331和第三单相四象限变流器二2332的交流侧分别与第三单相降压变压器一231和第三单相降压变压器二232副边连接，直流侧均连接至第三直流支撑电容2333两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述第三单相降压变压器一231和第三单相降压变压器二232原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨18之间；
所述背靠背储能模块BTB-ESS 23的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径L1d、储能介质电能释放/存储路径L2d和L3d。
所述背靠背储能模块BTB-ESS 23中的第三储能介质2341，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，本发明还提供了一种电气化铁路牵引应急保障供电控制方法，包括2类典型运行模式：
S1，在牵引供电系统故障时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引应急保障供电模式；
S2，在牵引供电系统正常运行时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引供电能力保持及辅助优化功能模式。
作为上述实施例的优化方案，所述运行模式S1中在牵引供电系统故障包括外部电网或牵引变电所故障场景和牵引网故障场景：
S11，在外部电网或牵引变电所故障场景时，包括：S111，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①应急保障供电系统地面环节实现互联互通，执行大范围越区供电行为；②车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；S112，该模式下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过地/车一体化环节保证列车的自走行能力，使其安全通过失/无电区；②旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；③无故障区间维持可靠供电；S113，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划，如图8所示；
S12，在牵引网故障场景时，包括：S121，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；②无故障区段继续执行牵引供电能力保持及其辅助优化功能；S122，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；②保证列车的自走行能力，使其安全通过无电区，否则等待救援；③无故障区间维持可靠供电；S123，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划，如图9所示。
作为上述实施例的优化方案，所述运行模式S2中在牵引供电系统正常运行包括牵引网存在大量再生制动能量场景、特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景、牵引网网压波动剧烈场景、外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景、以及牵引变电所电能质量恶劣场景：
S21，在牵引网存在大量再生制动能量场景时，包括：S211，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：再生制动能量实现全线路由，尽量缓解局部潮流冲击，具体地，①优先为地面环节中车载应急电源充电点处的储能电池充电；②多余部分为沿线牵引态机车供能；S212，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过再生制动能量优化利用，提高系统综合能量利用率，抑制网压波动及缓减牵引变压器反向载流压力，尤其是对带长大坡道的区段；②车载应急电源充电点处储能电池充电，为下一次列车应急电源的快速充电行为做准备；S213，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行全线制动能量优化利用时的功率流通进行规划，如图10所示；
S22，在特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景时，包括：S221，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①峰时段：根据消峰量，TSS-PTD主动释放电能，NZ-PTD主动执行越区供电行为；②谷时段：根据填谷量，控制TSS-PTD中储能电池以优先服务充电点处的储能单元进行能量存储，相邻站存在功率请求时，NZ-PTD执行越区供电行为；S222，基于此所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①实现特定供电段负荷的消峰填谷；②提高牵引变压器容量利用率并降低电费；S223，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对特定供电段负荷进行削峰填谷时的功率流通进行规划，如图11所示；
S23，在牵引网网压波动剧烈场景时，包括：S231，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统：①通过TSS-PTD、NZ-PTD释放和转移能量，缓解正向牵引大电流引起的牵引网欠电压程度；②通过TSS-PTD、NZ-PTD存储和转移能量，缓解反向制动大电流引起的牵引网过电压程度；S232，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：主动网压支撑，避免机车过压/欠压保护导致的紧急停车行为，尤其是处于长大坡道区段位置；S233，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对牵引网进行主动网压支撑进行规划，如图12所示；
S24，在外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景时，包括：S241，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①利用光伏等新能源进行辅助供电；②强电网供电区段利用以BTB-PV/ESS为主的TSS-PTD，NZ-PTD执行大范围越区供电；S242，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①牵引供电能力保持，尤其是对于外部电网极端薄弱区段；②实现清洁能源高效消纳，促进铁路系统节能减排；③利于铁路闲置屋面/土地综合开发利用；S243，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行新能源管理与控制时的功率流通进行规划，如图13所示；
S25，在牵引变电所电能质量恶劣场景时，包括：S251，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：利用TSS-PTD、NZ-PTD中的背靠背变流器实现有功功率动态传输及无功功率实时补偿；S252，基于此，该所述电气化铁路牵引应急保障供电系统预期目标为：改善主要电能质量，包括负序电流削减、无功功率补偿、谐波电流抑制；S253，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行负序电流改善进行规划，如图14所示。
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)

1.一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，包括分相牵引供电系统(1)和能量路由转换系统(2)；
所述分相牵引供电系统(1)包括多段牵引变压所TS；各牵引变压所TS均采用轮换相序接线方法，原边分别从三相公用电网(11)取电，副边分别与由变压所电分相(15)分割的独立供电臂(17)连接，以为牵引负荷供能；牵引负荷为采用了带车载应急电源(20)的列车(19)；相邻牵引变压所TS之间设置有分区所电分相(16)；
所述能量路由转换系统(2)包括多组所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和多组所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，在每个所述牵引变电所TS处均跨接设置有所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元，在相邻所述牵引变电所TS之间的分区所电分相处跨接设置有所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元均通过信号塔(26)及通信通道(27)由中央控制器(28)进行统一能量管理及协调控制。
2.根据权利要求1所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS(21)，此模块优先建设于外部电网薄弱且具备光伏建设条件的牵引变电所；或者，所述所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元包括背靠背储能模块BTB-ESS(23)，此模块优先建设于含有长大坡道的区段；此外，背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS(21)与背靠背储能模块BTB-ESS(23)均设置有车载应急电源充电点OSCP，用于为列车(19)上有电能消耗的车载应急电源进行快速充电，充分保证列车在紧急情况下的供电可靠性；
所述所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元包括中性区功率转换模块BTBC(22)，此模块适用于长大隧道及常规区段；
所述牵引变压所TS、所内能量转换装置TSS-PTD模块化单元和所间能量转换装置NZ-PTD模块化单元，三者组合式或独立地向供电臂供电。
3.根据权利要求2所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS(21)包括第一单相降压变压器一(211)、第一单相降压变压器二(212)、第一背靠背变流器(213)、光伏发电单元(214)和第一储能单元(215)；其中，所述光伏发电单元(214)中，光伏阵列(2142)输出端与单向DC/DC变流器(2141)输入端相连，以实现升压及最大功率点跟踪功能；所述第一储能单元(215)中的双向DC/DC变流器(2151)输出端与单向DC/DC变流器(2141)输出端相并联，且共同连接于背靠背变流器(213)中的公用第一直流支撑电容(2133)两端；所述第一储能单元(215)中的双向DC/DC变流器(2151)输入端与第一储能介质(2152)相连，以回收利用无法完全消纳的光伏电能及机车再生制动电能；所述第一背靠背变流器(213)中，两侧的第一单相四象限变流器一(2131)和第一单相四象限变流器二(2132)的交流侧分别与第一单相降压变压器一(211)和第一单相降压变压器二(212)副边连接，直流侧均连接至第一直流支撑电容(2133)两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第一单相降压变压器一(211)和第一单相降压变压器二(212)原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨(18)之间；
所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS(21)的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径P1d、光伏电能消耗路径P2和P3、光伏电能存储路径P4、储能介质电能释放/存储路径P5d和P6d。
4.根据权利要求3所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述背靠背光伏储能发电模块BTB-PV/ESS(21)中的第一储能介质(2152)，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
5.根据权利要求2所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述中性区功率转换模块BTBC(22)包括第二单相降压变压器一(221)、第二单相降压变压器二(222)和第二背靠背变流器(223)，所述第二背靠背变流器(223)中两侧的第二单相四象限变流器一(2231)和第二单相四象限变流器二(2232)的交流侧分别与第二单相降压变压器一(221)和第二单相降压变压器二(222)副边连接，直流侧均连接至第二直流支撑电容(2233)两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述的两台第二单相降压变压器一(221)和第二单相降压变压器二(222)原边分别跨接于对应的分区所供电臂与钢轨(18)之间；
所述中性区功率转换模块(22)的典型能量传输路径主要包括相邻牵引相相间能量转移路径T1d。
6.根据权利要求2所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述背靠背储能模块BTB-ESS(23)包括第三单相降压变压器一(231)、第三单相降压变压器二(232)、第三背靠背变流器(233)和第三储能单元(234)；所述第三储能单元(234)中的双向DC/DC变流器(2342)输出端连接于第三背靠背变流器(233)中的公用第三直流支撑电容(2333)两端，输入端与第三储能介质(2341)相连，以回收利用机车的再生制动电能；所述背靠背变流器(233)中，两侧第三单相四象限变流器一(2331)和第三单相四象限变流器二(2332)的交流侧分别与第三单相降压变压器一(231)和第三单相降压变压器二(232)副边连接，直流侧均连接至第三直流支撑电容(2333)两端，共同维持直流母线电压的稳定；所述第三单相降压变压器一(231)和第三单相降压变压器二(232)原边分别跨接于对应的牵引变电所供电臂与钢轨(18)之间；
所述背靠背储能模块BTB-ESS(23)的典型能量传输路径包括相邻牵引相相间能量转移路径L1d、储能介质电能释放/存储路径L2d和L3d。
7.根据权利要求6所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电系统，其特征在于，所述背靠背储能模块BTB-ESS(23)中的第三储能介质(2341)，采用包括蓄电池、超级电容、超导储能、飞轮储能或混合组合形式；此外，为适应高原高寒的恶劣服役环境，储能介质优选具有大倍率充放电、高安全性的钛酸锂电池。
8.一种电气化铁路牵引应急保障供电控制方法，其特征在于，包括2类典型运行模式：
S1，在牵引供电系统故障时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引应急保障供电模式；
S2，在牵引供电系统正常运行时，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统执行牵引供电能力保持及辅助优化功能模式。
9.根据权利要求7所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电控制方法，其特征在于，所述运行模式S1中在牵引供电系统故障包括外部电网或牵引变电所故障场景和牵引网故障场景：
S11，在外部电网或牵引变电所故障场景时，包括：S111，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①应急保障供电系统地面环节实现互联互通，执行大范围越区供电行为；②车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；S112，该模式下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过地/车一体化环节保证列车的自走行能力，使其安全通过失/无电区；②旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；③无故障区间维持可靠供电；S113，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划；
S12，在牵引网故障场景时，包括：S121，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①车载应急电源优先满足列车生命保障支撑设备包括制氧系统、空调通风系统的电能需求，条件允许情况下辅助列车执行应急牵引行为；②无故障区段继续执行牵引供电能力保持及其辅助优化功能；S122，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①旅客生命安全保障，尤其是在高原高寒、长大隧道、空气稀薄、气候条件恶劣的区段；②保证列车的自走行能力，使其安全通过无电区，否则等待救援；③无故障区间维持可靠供电；S123，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行紧急故障响应时的功率流通进行规划。
10.根据权利要求7所述的一种电气化铁路牵引应急保障供电控制方法，其特征在于，所述运行模式S2中在牵引供电系统正常运行包括牵引网存在大量再生制动能量场景、特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景、牵引网网压波动剧烈场景、外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景、以及牵引变电所电能质量恶劣场景：
S21，在牵引网存在大量再生制动能量场景时，包括：S211，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：再生制动能量实现全线路由，尽量缓解局部潮流冲击，具体地，①优先为地面环节中车载应急电源充电点处的储能电池充电；②多余部分为沿线牵引态机车供能；S212，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①通过再生制动能量优化利用，提高系统综合能量利用率，抑制网压波动及缓减牵引变压器反向载流压力，尤其是对带长大坡道的区段；②车载应急电源充电点处储能电池充电，为下一次列车应急电源的快速充电行为做准备；S213，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行全线制动能量优化利用时的功率流通进行规划；
S22，在特定供电段上牵引负荷峰/谷差大的场景时，包括：S221，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①峰时段：根据消峰量，TSS-PTD主动释放电能，NZ-PTD主动执行越区供电行为；②谷时段：根据填谷量，控制TSS-PTD中储能电池以优先服务充电点处的储能单元进行能量存储，相邻站存在功率请求时，NZ-PTD执行越区供电行为；S222，基于此所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①实现特定供电段负荷的消峰填谷；②提高牵引变压器容量利用率并降低电费；S223，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对特定供电段负荷进行削峰填谷时的功率流通进行规划；
S23，在牵引网网压波动剧烈场景时，包括：S231，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统：①通过TSS-PTD、NZ-PTD释放和转移能量，缓解正向牵引大电流引起的牵引网欠电压程度；②通过TSS-PTD、NZ-PTD存储和转移能量，缓解反向制动大电流引起的牵引网过电压程度；S232，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：主动网压支撑，避免机车过压/欠压保护导致的紧急停车行为，尤其是处于长大坡道区段位置；S233，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统对牵引网进行主动网压支撑进行规划；
S24，在外部电网供电能力不足难以满足部分区段的高功率需求场景时，包括：S241，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：①利用光伏等新能源进行辅助供电；②强电网供电区段利用以BTB-PV/ESS为主的TSS-PTD，NZ-PTD执行大范围越区供电；S242，基于此，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的预期目标为：①牵引供电能力保持，尤其是对于外部电网极端薄弱区段；②实现清洁能源高效消纳，促进铁路系统节能减排；③利于铁路闲置屋面/土地综合开发利用；S243，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行新能源管理与控制时的功率流通进行规划；
S25，在牵引变电所电能质量恶劣场景时，包括：S251，所述电气化铁路牵引应急保障供电系统的应急保障措施包括：利用TSS-PTD、NZ-PTD中的背靠背变流器实现有功功率动态传输及无功功率实时补偿；S252，基于此，该所述电气化铁路牵引应急保障供电系统预期目标为：改善主要电能质量，包括负序电流削减、无功功率补偿、谐波电流抑制；S253，对此场景下所述电气化铁路牵引应急保障供电系统进行负序电流改善进行规划。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112406636A (zh) * 2020-11-04 2021-02-26 西南交通大学 一种多所协同的再生制动能量利用系统及其控制方法
CN112428888A (zh) * 2020-12-08 2021-03-02 西南交通大学 一种电气化铁路应急牵引供电方法
CN112909925A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 湖南铁路科技职业技术学院 一种含光伏电源的高速铁路牵引供电装置
CN113131484A (zh) * 2021-04-29 2021-07-16 西安开天铁路电气股份有限公司 一种分布式铁路再生电能云控制系统
CN113675837A (zh) * 2021-09-08 2021-11-19 中铁二院工程集团有限责任公司 一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统
CN114157163A (zh) * 2021-12-07 2022-03-08 西南交通大学 一种重载铁路多所综合再生能量利用系统的保护方法
CN114362163A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 西南交通大学 一种可再生能源微网供电的铁路能量路由调控方法
CN115528753A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 中铁电气化局集团有限公司 适用于铁路长大隧道线路的多源互联式协同牵引供电系统

Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB656670A (en) * 1941-03-17 1951-08-29 Giuseppe Massimo Pestarini Improvements in constant current electric traction systems
JPH08116624A (ja) * 1994-10-17 1996-05-07 Mitsubishi Electric Corp 電気鉄道配電制御保護システム
US20020176265A1 (en) * 2000-03-18 2002-11-28 Oates Donald Colin Murray Electrical substation
KR20020095591A (ko) * 2001-06-15 2002-12-27 현대중공업 주식회사 직류전철용 변전소 용량설계 방법
EP1555185A1 (en) * 2004-01-15 2005-07-20 Magnetek S.p.A. Electrically driven rail vehicle with an emergency power generator and method of powering said vehicle.
CN101797921A (zh) * 2010-04-27 2010-08-11 永济新时速电机电器有限责任公司 重型轨道车
JP2011111128A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Japan Railway Construction Transport & Technology Agency 交流ａｔき電回路のき電保護装置及び方法
WO2013020212A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 Abb Inc. Electrical energy storage system for traction power supply
CN103840450A (zh) * 2014-01-03 2014-06-04 南车株洲电力机车研究所有限公司 用于电气化铁路的电能调节装置及其方法
WO2015014249A1 (zh) * 2013-07-29 2015-02-05 华北电力大学（保定） 一种基于新能源的混合双向互动式直流牵引供电系统
US20150061377A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Electric power conversion device, emergency traveling system and railway vehicle
US20160101709A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 The Boeing Company Hybrid electrically powered transportation system utilizing renewable energy stored in supercapacitors
CN205417236U (zh) * 2015-11-24 2016-08-03 西南交通大学 一种电气化铁路牵引供电加强构造
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
CN106809021A (zh) * 2016-09-21 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法
CN106809030A (zh) * 2016-09-21 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法
CN106828123A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 西南交通大学 一种分布式光伏电源的高速铁路牵引供电系统及控制方法
JP2017225279A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 東海旅客鉄道株式会社 電力変換システム
CN107749637A (zh) * 2017-10-17 2018-03-02 西南交通大学 一种应用于电气化铁路的多能互补并网系统及控制方法
CN108336727A (zh) * 2018-01-23 2018-07-27 西南交通大学 一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统及控制方法
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
CN109606208A (zh) * 2019-01-11 2019-04-12 西南交通大学 一种离网铁路牵引供电系统及调控方法
CN110040039A (zh) * 2019-05-21 2019-07-23 西南交通大学 一种光伏储能分布式发电的交流牵引供电系统及方法
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
CN110492507A (zh) * 2019-07-11 2019-11-22 北京交通大学 电气化铁路的能量协调系统
CN111422104A (zh) * 2020-03-29 2020-07-17 中铁二院工程集团有限责任公司 应用于交流复线电气化铁路双边供电方式的分区所构造

Patent Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB656670A (en) * 1941-03-17 1951-08-29 Giuseppe Massimo Pestarini Improvements in constant current electric traction systems
JPH08116624A (ja) * 1994-10-17 1996-05-07 Mitsubishi Electric Corp 電気鉄道配電制御保護システム
US20020176265A1 (en) * 2000-03-18 2002-11-28 Oates Donald Colin Murray Electrical substation
KR20020095591A (ko) * 2001-06-15 2002-12-27 현대중공업 주식회사 직류전철용 변전소 용량설계 방법
EP1555185A1 (en) * 2004-01-15 2005-07-20 Magnetek S.p.A. Electrically driven rail vehicle with an emergency power generator and method of powering said vehicle.
JP2011111128A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Japan Railway Construction Transport & Technology Agency 交流ａｔき電回路のき電保護装置及び方法
CN101797921A (zh) * 2010-04-27 2010-08-11 永济新时速电机电器有限责任公司 重型轨道车
WO2013020212A1 (en) * 2011-08-05 2013-02-14 Abb Inc. Electrical energy storage system for traction power supply
WO2015014249A1 (zh) * 2013-07-29 2015-02-05 华北电力大学（保定） 一种基于新能源的混合双向互动式直流牵引供电系统
US20150061377A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Electric power conversion device, emergency traveling system and railway vehicle
CN103840450A (zh) * 2014-01-03 2014-06-04 南车株洲电力机车研究所有限公司 用于电气化铁路的电能调节装置及其方法
US20160101709A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 The Boeing Company Hybrid electrically powered transportation system utilizing renewable energy stored in supercapacitors
CN205417236U (zh) * 2015-11-24 2016-08-03 西南交通大学 一种电气化铁路牵引供电加强构造
JP2017225279A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 東海旅客鉄道株式会社 電力変換システム
CN106809021A (zh) * 2016-09-21 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法
CN106809030A (zh) * 2016-09-21 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 列车的制动回收系统、用于列车调度的控制中心以及方法
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
CN106828123A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 西南交通大学 一种分布式光伏电源的高速铁路牵引供电系统及控制方法
CN107749637A (zh) * 2017-10-17 2018-03-02 西南交通大学 一种应用于电气化铁路的多能互补并网系统及控制方法
CN108336727A (zh) * 2018-01-23 2018-07-27 西南交通大学 一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统及控制方法
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
CN109606208A (zh) * 2019-01-11 2019-04-12 西南交通大学 一种离网铁路牵引供电系统及调控方法
CN110040039A (zh) * 2019-05-21 2019-07-23 西南交通大学 一种光伏储能分布式发电的交流牵引供电系统及方法
CN110492507A (zh) * 2019-07-11 2019-11-22 北京交通大学 电气化铁路的能量协调系统
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
CN111422104A (zh) * 2020-03-29 2020-07-17 中铁二院工程集团有限责任公司 应用于交流复线电气化铁路双边供电方式的分区所构造

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘大岗等: "同相贯通牵引供电系统保护方案研究", 《电气化铁道》 *
周志成: "基于树形双边供电的重载铁路贯通同相供电方案", 《铁道科学与工程学报》 *
解绍锋: "电气化铁路理想同相供电系统供电方案及其优化研究", 《学术动态》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112406636A (zh) * 2020-11-04 2021-02-26 西南交通大学 一种多所协同的再生制动能量利用系统及其控制方法
CN112406636B (zh) * 2020-11-04 2022-01-28 西南交通大学 一种多所协同的再生制动能量利用系统及其控制方法
CN112428888A (zh) * 2020-12-08 2021-03-02 西南交通大学 一种电气化铁路应急牵引供电方法
CN112428888B (zh) * 2020-12-08 2021-12-17 西南交通大学 一种电气化铁路应急牵引供电方法
CN112909925A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 湖南铁路科技职业技术学院 一种含光伏电源的高速铁路牵引供电装置
CN113131484A (zh) * 2021-04-29 2021-07-16 西安开天铁路电气股份有限公司 一种分布式铁路再生电能云控制系统
CN113675837A (zh) * 2021-09-08 2021-11-19 中铁二院工程集团有限责任公司 一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统
CN113675837B (zh) * 2021-09-08 2023-11-17 中铁二院工程集团有限责任公司 一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统
CN114157163A (zh) * 2021-12-07 2022-03-08 西南交通大学 一种重载铁路多所综合再生能量利用系统的保护方法
CN114362163A (zh) * 2022-01-12 2022-04-15 西南交通大学 一种可再生能源微网供电的铁路能量路由调控方法
CN115528753A (zh) * 2022-11-28 2022-12-27 中铁电气化局集团有限公司 适用于铁路长大隧道线路的多源互联式协同牵引供电系统

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