CN112350342B - 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法 - Google Patents

一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112350342B
CN112350342B CN202110028402.2A CN202110028402A CN112350342B CN 112350342 B CN112350342 B CN 112350342B CN 202110028402 A CN202110028402 A CN 202110028402A CN 112350342 B CN112350342 B CN 112350342B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
power supply
supply system
transformer
traction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110028402.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112350342A (zh
Inventor
李群湛
王辉
郭锴
吴波
解绍锋
李子晗
黄小红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202110028402.2A priority Critical patent/CN112350342B/zh
Publication of CN112350342A publication Critical patent/CN112350342A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112350342B publication Critical patent/CN112350342B/zh
Priority to PCT/CN2021/092007 priority patent/WO2022147933A1/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法，涉及电气化铁路供电技术领域。包括同相牵引供电系统、动力照明供电系统和测控装置，同相牵引供电系统和动力照明供电系统的高压侧均连接到三相母线，测控装置用于检测三相母线的三相电压不平衡度和动力照明供电系统入口处动照馈线的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制所述同相牵引供电系统进行负序补偿。本发明同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，并具备不平衡度控制、无功补偿和谐波电流补偿功能，解决以负序为主的电能质量问题，适用于多种场合下的轨道交通供电。

Description

一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法
技术领域
本发明涉及轨道交通供电技术领域，特别涉及交流地铁、市域铁路和山地轨道交通单相交流供电系统领域。
背景技术
现行轨道交通的牵引供电系统供电制式分为直流制式和交流制式。直流制式主要应用于以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通，具有无分相供电和列车运行顺畅等优点，但是由于有一大部分的再生能量难以直接或经济利用，需增设昂贵的逆变或储能设备，同时还存在逆变装置拒动而列车再生制动失灵转向空气制动威胁行车安全的隐患，还有，存在的杂散电流对周边的金属管道、建筑物中的钢结构等产生电化学腐蚀，且杂散电流至今未得到根治。此外，为了提升运量，部分地铁线路采用交流制式，目前多以参考干线铁路设计为主，相较直流制式，采用交流制式后隧道区段需要增加隧道的截面积。
交流制式有25kV单相工频和15kV单相50/3Hz，主要应用高速铁路和重载铁路。15kV单相50/3Hz交流制式仅在德国等少数国家采用，投资成本较高；绝大多数国家采用25kV单相工频交流制式。我国高速铁路和种重载铁路的飞速发展，充分体现了25kV单相工频交流制式的优越性。单相工频交流制式为降低牵引负荷对电力系统不平衡的影响，通常采用轮换相序、分相分区供电的方案，要求在分相分区处设置电分相。实践和理论表明，为提高运输质量和再生制动能量利用率，保证运行可靠性，宜尽量减少电分相数量。
为解决现有直流制式和交流制式存在的问题，本发明提供一种轨道交通交流供电系统及其控制方法，同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，能够最大限度直接利用机车产生的再生制动能量，适用于多种场合下的轨道交通供电。
发明内容
本发明目的是提供一种轨道交通混合供电系统，它能有效地解决同时具备向机车负荷和动力照明设备供电的功能，并具备不平衡度控制、无功补偿和谐波电流补偿功能，解决以负序为主的电能质量的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案具体如下：
一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统、动力照明供电系统和测控装置，所述同相牵引供电系统和动力照明供电系统的高压侧均连接到三相母线，测控装置用于检测三相母线的三相电压不平衡度和动力照明供电系统入口处动照馈线的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值，实现不平衡度控制，保证在同时向牵引负荷和动力照明设备供电时三相母线处的负序情况满足国标要求。
所述动力照明供电系统通过动照馈线连接至三相母线；动力照明供电系统包括第三变压器和动力照明设备，第三变压器为三相变压器，第三变压器的一次侧绕组与三相母线连接，二次侧绕组与动力照明设备连接。
所述三相母线与第三变压器的一次侧绕组之间设置有降压变压器。
所述同相牵引供电系统包括第一变压器、第二变压器、同相变流器和牵引匹配变压器，第一变压器、第二变压器的一次侧绕组采用Scott接线、Vv接线、Vx接线或单三相组合式接线其中的任何一种接法后连接至三相母线，第二变压器的二次侧绕组与同相变流器的级联侧连接，同相变流器的并联侧与牵引匹配变压器的一次侧绕组连接，第一变压器、牵引匹配变压器的二次侧绕组均连接至牵引母线，牵引母线经馈线连接至牵引网。
所述牵引网采用交流25kV电压等级或交流3000V电压等级；牵引网中的接触网采用刚性架空接触网、柔性架空接触网或第三轨“接触轨”供电方式中的一种。
所述牵引网采用直供方式、带回流的直供方式或AT供电方式中的一种。
设置于牵引母线的单相电压互感器、设置于馈线的单相电流互感器、设置于三相母线的三相电压互感器、设置于动照馈线的三相电流互感器的输出端均与测控装置的输入端连接，测控装置的输出端与同相牵引供电系统中同相变流器的控制端连接。
本发明目的另一个目的是提供一种基于上述轨道交通混合供电系统的不平衡度控制方法，所述方法应用于测控装置，包括：
通过单相电压互感器检测牵引母线的电压
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；通过单相电流互感器检测馈线的电流
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；通过三相电压互感器检测三相母线的三相电压
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，通过三相电流互感器检测动照馈线的三相电流
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
根据检测到的三相电压
Figure 248352DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 469249DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 747171DEST_PATH_IMAGE005
计算得到三相母线的三相电压不平衡度
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，根据检测到的三相电流
Figure 420729DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 806580DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 413142DEST_PATH_IMAGE008
计算得到动照馈线的三相电流不平衡度
Figure DEST_PATH_IMAGE010
及剩余负序潮流的当前值，根据检测到的三相电压不平衡度
Figure 327877DEST_PATH_IMAGE009
、三相电流不平衡度
Figure 285469DEST_PATH_IMAGE010
、牵引母线的电压
Figure 209431DEST_PATH_IMAGE001
、馈线的电流
Figure 936079DEST_PATH_IMAGE002
、三相电压
Figure 821383DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 691DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 728345DEST_PATH_IMAGE005
和三相电流
Figure 575078DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 113507DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 29379DEST_PATH_IMAGE008
制定负序补偿策略；
根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿。
进一步地，所述根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统中的同相变流器进行负序补偿包括：
判断三相电压不平衡度
Figure 45877DEST_PATH_IMAGE009
是否超过限值
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，判断三相电流不平衡度
Figure 934067DEST_PATH_IMAGE010
是否超过限值
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，如果三相电压不平衡度
Figure 844996DEST_PATH_IMAGE009
超过限值
Figure 264476DEST_PATH_IMAGE011
或三相电流不平衡度
Figure 599512DEST_PATH_IMAGE010
超过限值
Figure 889679DEST_PATH_IMAGE012
，控制同相牵引供电系统中的同相变流器增加出力，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值；
否则，控制同相牵引供电系统中的同相变流器维持同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值。
进一步地，所述方法还包括：
根据三相母线的三相电压
Figure 284757DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 660374DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 267942DEST_PATH_IMAGE005
以及动照馈线的三相电流
Figure 943774DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 994907DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 110018DEST_PATH_IMAGE008
，计算得到相应的无功功率Q和谐波畸变；
根据无功功率Q和谐波畸变，控制同相牵引供电系统中的同相变流器发出感性无功功率和/或容性无功功率进行无功补偿，或发出谐波电流进行谐波治理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、与直流供电方案相比，该技术方案保证了电流的纯净，消除杂散电流，能够最大限度直接利用再生制动能量；
二、与交流供电方案相比，既能够确保三相母线供给动力照明设备电能合格，也能够保证在同时向牵引负荷和动力照明设备供电时三相母线处的负序情况满足国标要求；
三、具备交流制式采用第三轨供电方式供电的能力；
四、本发明可用于不同电压等级下的轨道交通供电。
五、本发明结果简单，技术可靠，性能优越，便于实施。
附图说明
图1是本发明的通用结构示意图。
图2是本发明的一种轨道交通混合供电系统示意图。
图3是本发明的另一种轨道交通混合供电系统示意图。
图4是本发明的又一种轨道交通混合供电系统示意图。
图5是本发明的不平衡度控制方法流程图。
具体实施方式
为了更好理解本发明的创造思想，在此分别通过以下实施例说明本发明的工作原理：
实施例一
如图1、图2所示，本实施例提供一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统1、动力照明供电系统2和测控装置3，所述同相牵引供电系统1和所述动力照明供电系统2的高压侧均连接到三相母线4，所述测控装置3用于检测所述三相母线4的三相电压不平衡度和所述动力照明供电系统2入口处动照馈线16的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制所述同相牵引供电系统1中的同相变流器14进行负序补偿，实现不平衡度控制。
本实施例中，三相母线4通过三相进线5与三相电网连接，同相牵引供电系统1为牵引网12上的机车13提供电能，动力照明供电系统2为动力照明设备15提供电能，由于在向机车13和/或动力照明设备15提供电能的过程中会引起三相母线4的三相电压不平衡，进而引起动力照明供电系统2入口处动照馈线16的三相电流不平衡，本实施例通过测控装置3同时检测三相母线4的三相电压不平衡度和动力照明供电系统2入口处动照馈线16的三相电流不平衡度，并根据检测结果及时控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14进行负序补偿，既能够确保三相母线4供给动力照明设备15电能合格，也能够保证在同时向牵引负荷和动力照明设备供电时三相母线4处的负序情况满足国标要求。另外，实施本实施例时，处于制动状态的机车产生的再生制动能量除了可以被其他处于牵引状态的机车利用外，还可以回到三相母线4进而被动力照明设备15利用，因此，实施本实施例能够最大限度利用再生制动能量。
作为优选，所述动力照明供电系统2包括第三变压器8和动力照明设备15，所述第三变压器8为三相变压器，所述第三变压器8的一次侧绕组和二次侧绕组分别与所述三相母线4和动力照明设备15连接。
作为优选，所述动力照明供电系统2在三相母线4电压等级较高时，在所述三相母线4与所述第三变压器8的一次侧绕组之间设置降压变压器17。这里，当三相母线4的电压过高，采用降压变压器17可以保证动力照明供电系统2的供电安全性。
作为优选，所述同相牵引供电系统包括第一变压器6、第二变压器7、同相变流器14和牵引匹配变压器9，所述第一变压器6的一次侧绕组和第二变压器7的一次侧绕组采用Scott接线、Vv接线、Vx接线或单三相组合式接线其中的任何一种接法后连接至所述三相母线4，所述第二变压器7的二次侧绕组与所述同相变流器14的级联侧连接，所述同相变流器14的并联侧与所述牵引匹配变压器9的一次侧绕组连接，所述第一变压器6的二次侧绕组和牵引匹配变压器9的二次侧绕组均连接至牵引母线10，所述牵引母线10经馈线11连接至牵引网12。
这里，同相变流器14的级联侧是指与第二变压器7的二次侧绕组连接的一侧，同相变流器14的并联侧是指与牵引匹配变压器9的一次侧绕组连接的一侧。
具体地，如图2所示，所述第一变压器6的一次侧绕组和第二变压器7的一次侧绕组采用Scott接线，其中，第一变压器6和第二变压器7均为单相变压器，这种接线方式也叫单相组合式接线方式；如图3所示，所述第一变压器6的一次侧绕组和第二变压器7的一次侧绕组采用单三相组合式接线，其中，第一变压器6为单相变压器，第二变压器7为三相变压器，这种接线方式也叫单三相组合式接线方式；如图4所示，所述第一变压器6的一次侧绕组和第二变压器7的一次侧绕组采用Vv接线。
作为优选，本实施例中的牵引网12可采用交流25kV电压等级或交流3000V电压等级；如图2和图3所示，牵引网可采用25KV，如图4所示，牵引网12采用3000V。
作为优选，本实施例中，牵引网12中的接触网可以采用刚性架空接触网、柔性架空接触网和第三轨“接触轨”供电方式中的一种，如图4所示，牵引网12采用第三轨“接触轨”供电方式，包括钢轨12a和第三轨12b；本实施例中，牵引网12可以采用直供方式、带回流的直供方式和AT供电方式中的一种，如图2所示，所述牵引网12采用直供方式。
作为优选，所述动力照明供电系统2通过动照馈线16连接至所述三相母线4，所述设置于牵引母线10的单相电压互感器3a2、设置于所述馈线11的单相电流互感器3a1、设置于所述三相母线4的三相电压互感器3a4和设置于所述动照馈线16的三相电流互感器3a3的输出端均与所述测控装置3的输入端连接，所述测控装置3的输出端与所述同相牵引供电系统1中同相变流器14的控制端连接。
实施例2
如图5所示，本实施例提供一种基于实施例1所提供的轨道交通混合供电系统的不平衡度控制方法，所述方法应用于测控装置3，包括：
S1：通过单相电压互感器3a2检测牵引母线10的电压
Figure 537588DEST_PATH_IMAGE001
；通过单相电流互感器3a1检测馈线11的电流
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；通过三相电压互感器3a4检测三相母线4的三相电压
Figure 520456DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 991758DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 341968DEST_PATH_IMAGE005
，通过三相电流互感器3a3检测动照馈线16的三相电流
Figure 307650DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 941762DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 600277DEST_PATH_IMAGE008
；
S2：根据检测到的三相电压
Figure 689980DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 459353DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 698704DEST_PATH_IMAGE005
计算得到三相母线4的三相电压不平衡度
Figure 511809DEST_PATH_IMAGE009
，根据检测到的三相电流
Figure 102190DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 658942DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 18379DEST_PATH_IMAGE008
计算得到动照馈线16的三相电流不平衡度
Figure 736805DEST_PATH_IMAGE010
及剩余负序潮流的当前值，根据检测到的三相电压不平衡度
Figure 548904DEST_PATH_IMAGE009
、三相电流不平衡度
Figure 646697DEST_PATH_IMAGE010
、牵引母线10的电压
Figure 63903DEST_PATH_IMAGE001
、馈线11的电流
Figure 422072DEST_PATH_IMAGE002
、三相电压
Figure 173996DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 275813DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 78684DEST_PATH_IMAGE005
和三相电流
Figure 598966DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 572607DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 743694DEST_PATH_IMAGE008
制定负序补偿策略；
S3：根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14进行负序补偿。
作为优选，所述根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14进行负序补偿，即步骤S3，包括：
S31：判断三相电压不平衡度
Figure 401071DEST_PATH_IMAGE009
是否超过限值
Figure 632201DEST_PATH_IMAGE011
，判断三相电流不平衡度
Figure 627227DEST_PATH_IMAGE010
是否超过限值
Figure 352737DEST_PATH_IMAGE012
，如果三相电压不平衡度
Figure 113889DEST_PATH_IMAGE009
超过限值
Figure 515920DEST_PATH_IMAGE011
或三相电流不平衡度
Figure 932995DEST_PATH_IMAGE010
超过限值
Figure 979973DEST_PATH_IMAGE012
，则控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14增加出力，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值。否则，控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14维持同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值。
作为优选，所述方法还包括：
根据三相母线4的三相电压
Figure 595631DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 919296DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 417142DEST_PATH_IMAGE005
以及动照馈线16的三相电流
Figure 484455DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 223129DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 248854DEST_PATH_IMAGE008
，计算得到相应的无功功率Q和谐波畸变；
根据无功功率Q和谐波畸变，控制同相牵引供电系统1中的同相变流器14发出感性无功功率和/或容性无功功率进行无功补偿，或发出谐波电流进行谐波治理。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道交通混合供电系统，包括同相牵引供电系统（1）、动力照明供电系统（2）和测控装置（3），其特征在于，所述同相牵引供电系统（1）和动力照明供电系统（2）的高压侧均连接到三相母线（4），测控装置（3）用于检测三相母线（4）的三相电压不平衡度和动力照明供电系统（2）入口处动照馈线（16）的三相电流不平衡度，并根据检测结果控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）进行负序补偿，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值，实现不平衡度控制，保证在同时向牵引负荷和动力照明设备供电时三相母线处的负序情况满足国标要求。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述动力照明供电系统（2）通过动照馈线（16）连接至三相母线（4）；动力照明供电系统（2）包括第三变压器（8）和动力照明设备（15），第三变压器（8）为三相变压器，第三变压器（8）的一次侧绕组与三相母线（4）连接，二次侧绕组与动力照明设备（15）连接。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述三相母线（4）与第三变压器（8）的一次侧绕组之间设置有降压变压器（17）。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述同相牵引供电系统（1）包括第一变压器（6）、第二变压器（7）、同相变流器（14）和牵引匹配变压器（9），第一变压器（6）、第二变压器（7）的一次侧绕组采用Scott接线、Vv接线、Vx接线或单三相组合式接线其中的任何一种接法后连接至三相母线（4），第二变压器（7）的二次侧绕组与同相变流器（14）的级联侧连接，同相变流器（14）的并联侧与牵引匹配变压器（9）的一次侧绕组连接，第一变压器（6）、牵引匹配变压器（9）的二次侧绕组均连接至牵引母线（10），牵引母线（10）经馈线（11）连接至牵引网（12）。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述牵引网（12）采用交流25kV电压等级或交流3000V电压等级；牵引网（12）中的接触网采用刚性架空接触网、柔性架空接触网或第三轨“接触轨”供电方式中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，所述牵引网（12）采用直供方式、带回流的直供方式或AT供电方式中的一种。
7.根据权利要求4所述的一种轨道交通混合供电系统，其特征在于，设置于牵引母线（10）的单相电压互感器（3a2）、设置于馈线（11）的单相电流互感器（3a1）、设置于三相母线（4）的三相电压互感器（3a4）、设置于动照馈线（16）的三相电流互感器（3a3）的输出端均与测控装置（3）的输入端连接，测控装置（3）的输出端与同相牵引供电系统（1）中同相变流器（14）的控制端连接。
8.一种基于权利要求7所述轨道交通混合供电系统的不平衡度控制方法，其特征在于，所述方法应用于测控装置（3），包括：
通过单相电压互感器（3a2）检测牵引母线（10）的电压
Figure 673853DEST_PATH_IMAGE001
；通过单相电流互感器（3a1）检测馈线（11）的电流
Figure 70723DEST_PATH_IMAGE002
；通过三相电压互感器（3a4）检测三相母线（4）的三相电压
Figure 590698DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 171721DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 51821DEST_PATH_IMAGE005
，通过三相电流互感器（3a3）检测动照馈线（16）的三相电流
Figure 503531DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 446603DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 531234DEST_PATH_IMAGE008
；
根据检测到的三相电压
Figure 215025DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 52400DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 648598DEST_PATH_IMAGE005
计算得到三相母线（4）的三相电压不平衡度
Figure 469792DEST_PATH_IMAGE009
，根据检测到的三相电流
Figure 971922DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 945695DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 962061DEST_PATH_IMAGE008
计算得到动照馈线（16）的三相电流不平衡度
Figure 4972DEST_PATH_IMAGE010
及剩余负序潮流的当前值，根据检测到的三相电压不平衡度
Figure 46878DEST_PATH_IMAGE009
、三相电流不平衡度
Figure 858845DEST_PATH_IMAGE010
、牵引母线（10）的电压
Figure 314621DEST_PATH_IMAGE011
、馈线（11）的电流
Figure 579249DEST_PATH_IMAGE002
、三相电压
Figure 424846DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 91319DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 980647DEST_PATH_IMAGE005
和三相电流
Figure 483303DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 322471DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 843451DEST_PATH_IMAGE008
制定负序补偿策略；
根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）进行负序补偿。
9.根据权利要求8所述的不平衡度控制方法，其特征在于，所述根据所制定的负序补偿策略，控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）进行负序补偿包括：
判断三相电压不平衡度
Figure 903680DEST_PATH_IMAGE009
是否超过限值
Figure 159212DEST_PATH_IMAGE012
，判断三相电流不平衡度
Figure 64720DEST_PATH_IMAGE010
是否超过限值
Figure 443136DEST_PATH_IMAGE013
，如果三相电压不平衡度
Figure 674266DEST_PATH_IMAGE009
超过限值
Figure 151515DEST_PATH_IMAGE012
或三相电流不平衡度
Figure 860714DEST_PATH_IMAGE010
超过限值
Figure 621865DEST_PATH_IMAGE013
，则控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）增加出力，使同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值，否则，控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）维持同相牵引供电系统剩余负序潮流小于当前值。
10.根据权利要求9所述的不平衡度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据三相母线（4）的三相电压
Figure 774629DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 510811DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 305592DEST_PATH_IMAGE005
以及动照馈线（16）的三相电流
Figure 452408DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 776073DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 273919DEST_PATH_IMAGE008
，计算得到相应的无功功率Q和谐波畸变；
根据无功功率Q和谐波畸变，控制同相牵引供电系统（1）中的同相变流器（14）发出感性无功功率和/或容性无功功率进行无功补偿，或发出谐波电流进行谐波治理。
CN202110028402.2A 2021-01-11 2021-01-11 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法 Active CN112350342B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110028402.2A CN112350342B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法
PCT/CN2021/092007 WO2022147933A1 (zh) 2021-01-11 2021-05-07 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110028402.2A CN112350342B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112350342A CN112350342A (zh) 2021-02-09
CN112350342B true CN112350342B (zh) 2021-04-02

Family

ID=74427536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110028402.2A Active CN112350342B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112350342B (zh)
WO (1) WO2022147933A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112350342B (zh) * 2021-01-11 2021-04-02 西南交通大学 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法
CN114336639B (zh) * 2022-03-17 2022-05-24 西南交通大学 一种智能牵引变电所及其潮流控制方法
CN114771360B (zh) * 2022-04-21 2023-04-07 西南交通大学 一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法
CN114899894B (zh) * 2022-06-17 2023-04-28 西南交通大学 一种交直流牵引供电构造与控制方法
CN115333105B (zh) * 2022-08-29 2024-04-12 西南交通大学 一种电气化铁路交直流储能供电系统及能量控制方法
CN115622111B (zh) * 2022-11-07 2023-05-16 清华大学 柔性直流牵引供电系统的最优潮流计算方法及装置
CN115549065B (zh) * 2022-11-28 2023-03-24 中铁电气化局集团有限公司 一种适用于高速铁路冲高试验的协同牵引供电系统和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204279138U (zh) * 2014-11-06 2015-04-22 西南交通大学 一种多馈线组合式供变电构造
CN206977053U (zh) * 2017-07-05 2018-02-06 西南交通大学 一种电气化铁路储能同相供电装置
CN208806611U (zh) * 2018-07-16 2019-04-30 成都瑞尔维轨道交通技术有限公司 一种分频混合电能质量综合治理装置
CN112039085A (zh) * 2020-08-18 2020-12-04 广州地铁设计研究院股份有限公司 一种轨道交通供电系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567562B (zh) * 2009-05-31 2011-11-09 湖南大学 电气化高速铁路负序与谐波综合补偿系统
CN203181339U (zh) * 2013-04-15 2013-09-04 张妙娟 太阳能电源注锁功率合成双黑光灯
KR101892123B1 (ko) * 2017-06-02 2018-08-30 서울과학기술대학교 산학협력단 불평형 계통에 연결 가능한 하이브리드 무정전 전원장치
JP6985648B2 (ja) * 2018-03-27 2021-12-22 東京電力ホールディングス株式会社 配電線の電圧不平衡を監視および抑制する方法および装置
CN109065338B (zh) * 2018-09-12 2023-10-03 成都尚华电气有限公司 一种同相牵引变压器
CN112350342B (zh) * 2021-01-11 2021-04-02 西南交通大学 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204279138U (zh) * 2014-11-06 2015-04-22 西南交通大学 一种多馈线组合式供变电构造
CN206977053U (zh) * 2017-07-05 2018-02-06 西南交通大学 一种电气化铁路储能同相供电装置
CN208806611U (zh) * 2018-07-16 2019-04-30 成都瑞尔维轨道交通技术有限公司 一种分频混合电能质量综合治理装置
CN112039085A (zh) * 2020-08-18 2020-12-04 广州地铁设计研究院股份有限公司 一种轨道交通供电系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Robust Energy Management of High-Speed Railway Co-Phase Traction Substation With Uncertain PV Generation and Traction Load》;Yuanli Liu...;《IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS》;20210110;第1-13页 *
《Transient power quality disturbance denoising and detection based on improved iterative adaptive kernel regression》;Yan WANG等;《Power Syst Clean Energy》;20190731;第3卷(第7期);第644-657页 *
《电气化铁路同相储能供电技术》;黄小红等;《西南交通大学学报》;20200815;第55卷(第4期);第856-864页 *
《采用 YNd-SVG 的电气化铁路负序补偿模型及控制策略》;王辉等;《高电压技术》;20200508(第5期);第1-12页 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022147933A1 (zh) 2022-07-14
CN112350342A (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112350342B (zh) 一种轨道交通混合供电系统及不平衡度控制方法
CN107878228A (zh) 一种可实现动车组应急走行的新型辅助供电系统及方法
CN208452808U (zh) 一种新型大功率机车用牵引系统
CN114043904B (zh) 一种电气化铁路双流制牵引供电系统与控制方法
CN107070255A (zh) 一种牵引动力装置
WO2023088302A1 (zh) 一种动车供电传动系统、交直交牵引变流器及其控制方法
CN100505499C (zh) 基于YN,vd接线变压器的铁道机车交流牵引同相供电装置
CN104009657A (zh) 一种直流牵引供电装置
CN114928121B (zh) 一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法
CN109367398A (zh) 直流辅助供电系统
CN109421548B (zh) 一种主辅一体化牵引系统的控制方法
CN106314160A (zh) 辅助电源系统
CN112208346A (zh) 一种动车组牵引传动供电系统
CN105501076A (zh) 一种列车过分相能量再利用装置和方法
CN205311365U (zh) 一种列车过分相能量再利用装置
CN209063903U (zh) 直流辅助供电系统
CN208134141U (zh) 一种独立铁芯三相Vv接线牵引变电所同相供电构造
CN207200364U (zh) 光伏储能型直流牵引供电系统
CN114771360B (zh) 一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法
CN109733199A (zh) 一种应用于有轨电车储能装置的高压隔离系统
CN109435783B (zh) 用于电气化铁路牵引供电系统at供电方式的负序治理系统
CN106379200A (zh) 一种基于Vx牵引变压器的同相供电系统
CN207200277U (zh) 基于新能源接入的直流牵引供电系统
CN115549065B (zh) 一种适用于高速铁路冲高试验的协同牵引供电系统和方法
CN114899894B (zh) 一种交直流牵引供电构造与控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant