CN112803582A - 一种交直流混联地铁供电系统及其协调控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交直流混联地铁供电系统及其协调控制方法，其直流混联地铁供电系统包括10kV/35kV中压交流母线、380V低压交流母线、6kV中压直流母线、1.5kV直流母线、光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、双向DC‑DC变换器、双向AC‑DC变换器、第一变压器和第二变压器。本发明通过引入6kV中压直流母线，有助于分布式能源的接入和对能量的高效利用，同时降低地铁供电系统的用电量。本发明的协调控制方法可实现对不同工作状态下的系统进行控制，保证系统正常运行且控制1.5kV直流母线电压始终处于正常范围内。

Description

一种交直流混联地铁供电系统及其协调控制方法
技术领域
本发明属于城市轨道交通供电技术领域，具体涉及一种交直流混联地铁供电系统及其协调控制方法。
背景技术
目前我国地铁的主要供电方式为通过10kV/35kV的中压交流环网直接向1.5kV直流母线及380V低压交流母线供电，其中，1.5kV直流母线为地铁运行提供电能，而380V低压交流母线则为地铁站内诸如照明和空调等设备供电。这种供电方式存在开放化程度较低和能量流动困难等缺陷。
而在整个地铁系统中存在许多可以利用的风能和光能资源。比如地铁检修库和高架站这类大面积屋面以及地铁运行时在隧道中产生的空气流动，就是有待利用的潜在资源。而既有地铁供电系统没有充分利用这些潜在的新能源，使得其在绿色节能等方面有所欠缺。
针对现有地铁供电系统的情况，急需一种新的供电系统来实现便于系统能量流动、提高系统开放化程度以及充分利用清洁能源的目的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有地铁供电系统的问题，提出了一种交直流混联地铁供电系统及其协调控制方法。
本发明的技术方案是：一种交直流混联地铁供电系统包括10kV/35kV中压交流母线、380V低压交流母线、6kV中压直流母线、1.5kV直流母线、光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、双向DC-DC变换器、双向AC-DC变换器、第一变压器和第二变压器；
10kV/35kV中压交流母线和城市电网连接；10kV/35kV中压交流母线通过第一变压器和双向AC-DC变换器与6kV中压直流母线连接；6kV中压直流母线通过双向DC-DC变换器和1.5kV直流母线连接；10kV/35kV中压交流母线通过第二变压器和380V低压交流母线连接；光伏发电模块、风力发电模块和储能模块均与6kV中压直流母线连接。
进一步地，光伏发电模块包括光伏阵列和两级式升压电路；
两级式升压电路包括电感L1-L2、电阻R1、变压器T1、电容C1-C2、二极管D1-D4、反并联二极管VD1-VD5和开关管S1-S5；
电感L1的一端和光伏阵列连接，其另一端分别与二极管D5的正极、开关管S5的集电极和反并联二极管VD5的负极连接；二极管D5的负极分别与电容C1的一端、开关管S1的集电极、反并联二极管VD1的负极、开关管S3的集电极和反并联二极管VD3的负极连接；光伏阵列的另一端分别与开关管S5的发射极、反并联二极管VD5的正极、电容C1的另一端、开关管S2的发射极、反并联二极管VD2的正极、开关管S4的发射极和反并联二极管VD4的正极连接；电感L2的一端分别与开关管S1的发射极、反并联二极管VD1的正极、开关管S2的集电极和反并联二极管VD2的负极连接；电感L2的另一端分别与变压器T1初级线圈的一端连接；变压器T1初级线圈的另一端分别与开关管S3的发射极、反并联二极管VD3的正极、开关管S4的集电极和反并联二极管VD4的负极连接；变压器T1次级线圈的一端分别与二极管D1的正极和二极管D2的负极连接，其另一端分别与二极管D3的正极和二极管D4的负极连接；电阻R1的一端分别与二极管D1的负极、二极管D3的负极和电容C2的一端连接，其另一端分别与二极管D2的正极、二极管D4的正极和电容C2的一端连接。
进一步地，风力发电模块包括依次连接的直驱式风力发电机组、整流器和直直变换器；
直直变换器包括电感L3、电阻R2、变压器T2、电容C3-C4、反并联二极管VD6-VD9和开关管S6-S9；
电容C4的一端分别与整流器的第一输出端、开关管S6的集电极、反并联二极管VD6的负极、开关管S8的集电极和反并联二极管VD8的负极连接；电容C4的另一端分别与整流器的第二输出端、开关管S7的发射极、反并联二极管VD7的正极、开关管S9的发射极和反并联二极管VD9的正极连接；电感L3的一端分别与开关管S6的发射极、反并联二极管VD6的正极、开关管S7的集电极和反并联二极管VD7的负极连接；电感L3的另一端分别与变压器T2初级线圈的一端连接；变压器T2初级线圈的另一端分别与开关管S8的发射极、反并联二极管VD8的正极、开关管S9的集电极和反并联二极管VD9的负极连接；变压器T2次级线圈的一端分别与二极管D6的正极和二极管D7的负极连接，其另一端分别与二极管D8的正极和二极管D9的负极连接；电阻R2的一端分别与二极管D6的负极、二极管D8的负极和电容C3的一端连接，其另一端分别与二极管D7的正极、二极管D9的正极和电容C3的另一端连接。
进一步地，储能模块包括蓄电池和双向Buck-Boost变换器；
双向Buck-Boost变换器包括电感L4、电阻R3、电容C5、开关管S10-S11和反并联二极管VD10-VD11；
电感L4的一端和蓄电池的一端连接，其另一端分别与开关管S10的集电极、反并联二极管VD10的负极、开关管S11的发射极和反并联二极管VD11的正极连接；开关管S11的集电极分别与反并联二极管VD11的负极、电容C5的一端和电阻R3的一端连接；电阻R3的另一端分别与电容C5的另一端、反并联二极管VD10的正极、开关管S10的发射极和蓄电池的另一端连接。
本发明的有益效果是：本发明提出的交直流混联地铁供电系统，通过引入6kV中压直流母线，提高整个系统的开放化程度，便于分布式能源的接入。加入储能装置，使得电能既能储存在储能装置中，也能回馈给电网，必要时可供地铁车站内各类负载的使用，便于供电系统中的能量流动且提高了能量利用率。同时，在本系统中引入光伏发电模块和风力发电模块，对地铁系统内潜在的清洁能源进行充分利用，降低供电系统能耗，使得整个交直流混联供电系统更加节能、绿色、且经济。
基于以上系统，本发明还提出一种交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，包括以下步骤：
S1：设置交直流混联地铁供电系统中1.5kV直流母线的电压最大阈值和电压最小阈值；
S2：基于电压最大阈值和电压最小阈值，根据1.5kV直流母线的电压判断整体动态负荷发生变化时地铁列车的工况，并利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块进行协调控制。
进一步地，步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压超过电压最大阈值时，地铁列车处于再生制动工况，则将电能从1.5kV直流母线经双向DC-DC变换器流动到6kV中压直流母线，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第一工作状态：当储能模块容量未达到储能上限时，控制储能模块中的双向Buck-Boost变换器工作，使电能依次从1.5kV直流母线流动到6kV中压直流母线和储能模块，利用储能模块储存能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第二工作状态：当储能模块容量已达到储能上限时，储能模块处于待机状态，控制双向AC-DC变换器工作在逆变状态，使电能从6kV中压直流母线向10kV/35kV中压交流母线流动。
进一步地，步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压低于最小阈值时，地铁列车处于牵引工况，则由1.5kV直流母线提供电能，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第三工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能下限时，则双向Buck-Boost变换器、光伏发电模块和风力发电模块共同工作，使储能模块释放能量并与光伏发电模块和风力发电模块共同向整体动态负荷供电，且双向AC-DC变换器处于待机状态；
第四工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块能提供的功率且储能模块容量已达到储能下限时，则储能模块处于待机状态，双向AC-DC变换器处于整流状态，使电能依次由10kV/35kV中压交流母线向6kV中压直流母线和1.5kV直流母线中流动。
第五工作状态：当整体动态负荷所需功率等于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率时，则光伏发电模块和风力发电模块向整体动态负荷供电，储能模块和双向AC-DC变换器均处于待机状态；
第六工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能上限时，则双向Buck-Boost变换器工作，使未被整体动态负荷利用的能量向储能模块流动，储能模块存储能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第七工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量已达到储能上限时，则双向AC-DC变换器处于逆变状态，使未被整体动态负荷利用的电能向10kV/35kV中压交流母线流动。
进一步地，步骤S2中，当电压失压低于最小阈值时，利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块向6kV中压直流母线提供电能。
本发明的有益效果是：本发明提出的适用于交直流混联地铁供电系统的协调优化控制方法，对处于不同工作状态下的系统进行控制，维持系统正常运行并控制1.5kV直流母线电压始终处于正常范围内，同时在紧急情况下，通过对系统中的光伏发电模块、风力发电模块以及储能模块进行控制，保证地铁供电系统具有短时离网自运行的能力，大幅提高了地铁运行的可靠性。
附图说明
图1为交直流混联地铁供电系统的整体结构示意图；
图2为光伏发电模块的内部结构示意图；
图3为风力发电模块的内部结构示意图；
图4为储能模块的内部结构示意图；
图5为交直流混联地铁供电系统的协调控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种交直流混联地铁供电系统，包括10kV/35kV中压交流母线、380V低压交流母线、6kV中压直流母线、1.5kV直流母线、光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、双向DC-DC变换器、双向AC-DC变换器、第一变压器和第二变压器；
10kV/35kV中压交流母线和城市电网连接；10kV/35kV中压交流母线通过第一变压器和双向AC-DC变换器与6kV中压直流母线连接；6kV中压直流母线通过双向DC-DC变换器和1.5kV直流母线连接；10kV/35kV中压交流母线通过第二变压器和380V低压交流母线连接；光伏发电模块、风力发电模块和储能模块均与6kV中压直流母线连接。
10kV/35kV中压交流母线从城市电网取电，经第二变压器与380V低压交流母线相连接。380V低压交流母线向地铁站内的各种照明和空调等车站设备供电。10kV/35kV中压交流母线经第一变压器和双向AC-DC变换器与6kV中压直流母线相连接，对双向AC-DC变换器进行控制可实现10kV/35kV中压交流母线与6kV中压直流母线间的电能双向流动。6kV中压直流母线与1.5kV直流母线通过双向DC-DC变换器进行相互连接，1.5kV直流母线为地铁列车运行提供电能。对双向DC-DC变换器进行控制能够实现6kV中压直流母线与1.5kV直流母线间的电能双向流动，使得地铁再生制动时产生的电能能够经1.5kV直流母线回馈至6kV中压直流母线，从而实现再生制动能量的利用并维持1.5kV直流母线电压稳定。上述双向AC-DC变换器、双向DC-DC变换器、第一变压器以及第二变压器均可根据地铁的实际运行情况选择不同的电路拓扑或型号，前提是满足能量双向流动及耐压要求。
在本发明实施例中，如图2所示，光伏发电模块包括光伏阵列和两级式升压电路；
光伏阵列用于将光能转换为电能；两级式升压电路的前级用于跟踪光伏阵列的最大输出功率，并进行升压；两级式升压电路的后级为移相全桥电路，用于将电压变换为6kV接入直流母线；
两级式升压电路包括电感L1-L2、电阻R1、变压器T1、电容C1-C2、二极管D1-D4、反并联二极管VD1-VD5和开关管S1-S5；
电感L1的一端和光伏阵列连接，其另一端分别与二极管D5的正极、开关管S5的集电极和反并联二极管VD5的负极连接；二极管D5的负极分别与电容C1的一端、开关管S1的集电极、反并联二极管VD1的负极、开关管S3的集电极和反并联二极管VD3的负极连接；光伏阵列的另一端分别与开关管S5的发射极、反并联二极管VD5的正极、电容C1的另一端、开关管S2的发射极、反并联二极管VD2的正极、开关管S4的发射极和反并联二极管VD4的正极连接；电感L2的一端分别与开关管S1的发射极、反并联二极管VD1的正极、开关管S2的集电极和反并联二极管VD2的负极连接；电感L2的另一端分别与变压器T1初级线圈的一端连接；变压器T1初级线圈的另一端分别与开关管S3的发射极、反并联二极管VD3的正极、开关管S4的集电极和反并联二极管VD4的负极连接；变压器T1次级线圈的一端分别与二极管D1的正极和二极管D2的负极连接，其另一端分别与二极管D3的正极和二极管D4的负极连接；电阻R1的一端分别与二极管D1的负极、二极管D3的负极和电容C2的一端连接，其另一端分别与二极管D2的正极、二极管D4的正极和电容C2的一端连接。
光伏阵列将光能转换为电能，两级式升压电路的前级采用BOOST升压电路跟踪光伏阵列的最大输出功率，并进行升压；后级为移相全桥电路，将电压变换为6kV接入直流母线，移相全桥电路的二次侧为不控整流电路。光伏阵列中的光伏电池数量需根据实际情况来决定，两级式升压电路依据实际需求，该光伏发电模块的控制方法也可根据实际需求而有不同选择，例如扰动观察法等。
在本发明实施例中，如图3所示，风力发电模块包括依次连接的直驱式风力发电机组、整流器和直直变换器；
直驱式风力发电机组安装于地铁隧道两侧，用于将地铁列车运行时产生的风能带动风机转动，产生电能；
整流器用于将交流电整流为直流电，并采用叶尖速比算法捕获最大风能，采用零d轴电流控制策略跟踪风力机最大输出功率；
直直变换器为移相全桥电路，采用单移相控制将电压变换为6kV接入直流母线；
直直变换器包括电感L3、电阻R2、变压器T2、电容C3-C4、反并联二极管VD6-VD9和开关管S6-S9；
电容C4的一端分别与整流器的第一输出端、开关管S6的集电极、反并联二极管VD6的负极、开关管S8的集电极和反并联二极管VD8的负极连接；电容C4的另一端分别与整流器的第二输出端、开关管S7的发射极、反并联二极管VD7的正极、开关管S9的发射极和反并联二极管VD9的正极连接；电感L3的一端分别与开关管S6的发射极、反并联二极管VD6的正极、开关管S7的集电极和反并联二极管VD7的负极连接；电感L3的另一端分别与变压器T2初级线圈的一端连接；变压器T2初级线圈的另一端分别与开关管S8的发射极、反并联二极管VD8的正极、开关管S9的集电极和反并联二极管VD9的负极连接；变压器T2次级线圈的一端分别与二极管D6的正极和二极管D7的负极连接，其另一端分别与二极管D8的正极和二极管D9的负极连接；电阻R2的一端分别与二极管D6的负极、二极管D8的负极和电容C3的一端连接，其另一端分别与二极管D7的正极、二极管D9的正极和电容C3的另一端连接。
风力发电模块包括变速恒频的直驱式风力发电机组、整流器以及直直变换器。变速恒频的直驱式风力发电机组安装在地铁隧道两侧，利用地铁列车运行时产生的风能带动风机转动进而产生电能，前级为整流器，将交流电整流为直流电，并采用叶尖速比算法捕获最大风能，采用零d轴电流控制策略跟踪风力机最大输出功率。后级的直直变换器为移相全桥电路，采用单移相控制将电压变换为6kV接入直流母线，移相全桥电路二次侧为不控整流电路。变速恒频的直驱式风力发电机组的尺寸和功率等数据指标需要根据地铁线路的实际情况来确定，既要保证地铁列车的运行安全也要尽量捕获最大风能。
在本发明实施例中，如图4所示，储能模块包括蓄电池和双向Buck-Boost变换器；
蓄电池用于储存能量；
双向Buck-Boost变换器用于实现能量的双向流动；
双向Buck-Boost变换器包括电感L4、电阻R3、电容C5、开关管S10-S11和反并联二极管VD10-VD11；
电感L4的一端和蓄电池的一端连接，其另一端分别与开关管S10的集电极、反并联二极管VD10的负极、开关管S11的发射极和反并联二极管VD11的正极连接；开关管S11的集电极分别与反并联二极管VD11的负极、电容C5的一端和电阻R3的一端连接；电阻R3的另一端分别与电容C5的另一端、反并联二极管VD10的正极、开关管S10的发射极和蓄电池的另一端连接。
储能模块包括蓄电池和双向Buck-Boost变换器。储能模块的作用是储存多余电能并维持6kV中压直流母线电压的稳定。选择蓄电池作为储能装置，实现对多余能量的储存，选择双向Buck-Boost变换器以实现能量的双向流动。根据实际情况，选择蓄电池作为储能装置，选择双向Buck-Boost变换器以实现能量的双向流动。
基于以上系统，本发明还提出一种交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，如图5所示，包括以下步骤：
S1：设置交直流混联地铁供电系统中1.5kV直流母线的电压最大阈值和电压最小阈值；
S2：基于电压最大阈值和电压最小阈值，根据1.5kV直流母线的电压判断整体动态负荷发生变化时地铁列车的工况，并利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块进行协调控制。
在本发明实施例中，通过设定系统中1.5kV直流母线电压的最大阈值和最小阈值，根据直流母线电压的不同来决定该交直流混联地铁供电系统的工作状态，在不同工作状态下，对系统中的不同模块进行控制，以确保系统的正常运行并保证1.5kV直流母线电压稳定在正常范围内。而当出现紧急情况时，通过对光伏发电模块、风力发电模块以及储能模块进行控制，使得该系统可在短时间内离网自运行，以保证地铁列车的正常运行。
地铁列车运行时一般有再生制动工况和牵引工况。当地铁列车进行再生制动时，列车的牵引电动机作发电机使用，向1.5kV直流母线回馈电能；当列车处于牵引工况时，列车从1.5kV直流母线取用电能。而当供电系统对区间内多辆列车以及其他负载供电时，1.5kV直流母线电压会因为整体动态负荷的变化而上升或下降。本发明所提供的控制策略通过设定1.5kV直流母线电压的最大阈值和最小阈值，根据直流母线电压大小来决定该交直流混联地铁供电系统的工作状态，在不同工作状态下，对系统中的不同模块进行控制，以保证系统的正常运行并维持1.5kV直流母线电压始终处于正常范围内。在正常工作状态中，交直流混联供电系统均与城市电网相连，即该系统处于联网状态。当发生紧急情况时，通过对系统中的光伏发电模块、风力发电模块以及储能模块进行控制，使得这三者共同向6kV中压直流母线提供电能，保证该系统在短时间内可以实现离网自运行，以保证地铁列车的正常运行。
在本发明实施例中，如图5所示，步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压超过电压最大阈值时，地铁列车处于再生制动工况，则将电能从1.5kV直流母线经双向DC-DC变换器流动到6kV中压直流母线，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第一工作状态：当储能模块容量未达到储能上限时，控制储能模块中的双向Buck-Boost变换器工作，使电能依次从1.5kV直流母线流动到6kV中压直流母线和储能模块，利用储能模块储存能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第二工作状态：当储能模块容量已达到储能上限时，储能模块处于待机状态，控制双向AC-DC变换器工作在逆变状态，使电能从6kV中压直流母线向10kV/35kV中压交流母线流动。
在本发明实施例中，如图5所示，步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压低于最小阈值时，地铁列车处于牵引工况，则由1.5kV直流母线提供电能，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第三工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能下限时，则双向Buck-Boost变换器、光伏发电模块和风力发电模块共同工作，使储能模块释放能量并与光伏发电模块和风力发电模块共同向整体动态负荷供电，且双向AC-DC变换器处于待机状态；
第四工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块能提供的功率且储能模块容量已达到储能下限时，则储能装置无法提供电能，储能模块处于待机状态，双向AC-DC变换器处于整流状态，使电能依次由10kV/35kV中压交流母线向6kV中压直流母线和1.5kV直流母线中流动。
第五工作状态：当整体动态负荷所需功率等于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率时，则光伏发电模块和风力发电模块向整体动态负荷供电，储能模块和双向AC-DC变换器均处于待机状态；
第六工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能上限时，则双向Buck-Boost变换器工作，使未被整体动态负荷利用的能量向储能模块流动，储能模块存储能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第七工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量已达到储能上限时，则双向AC-DC变换器处于逆变状态，使未被整体动态负荷利用的电能向10kV/35kV中压交流母线流动。
在本发明实施例中，如图5所示，步骤S2中，当电压失压低于最小阈值时，利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块向6kV中压直流母线提供电能，保证该系统在短时间内可以实现离网自运行，以保证地铁列车的正常运行。
本发明的工作原理及过程为：当地铁列车处于再生制动工况和牵引工况时，列车分别从1.5kV直流母线回馈电能和取用电能。而当交直流混联地铁供电系统需为区间内多辆列车及其他负载供电时，1.5kV直流母线电压会随负荷的动态变化而上升或下降。本发明所提供的协调优化控制方法设定1.5kV直流母线电压的最大阈值和最小阈值，根据直流母线电压大小来决定该交直流混联地铁供电系统的工作状态。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提出的交直流混联地铁供电系统，通过引入6kV中压直流母线，提高整个系统的开放化程度，便于分布式能源的接入。加入储能装置，使得电能既能储存在储能装置中，也能回馈给电网，必要时可供地铁车站内各类负载的使用，便于供电系统中的能量流动且提高了能量利用率。同时，在本系统中引入光伏发电模块和风力发电模块，对地铁系统内潜在的清洁能源进行充分利用，降低供电系统能耗，使得整个交直流混联供电系统更加节能、绿色、且经济。
(2)本发明提出的适用于交直流混联地铁供电系统的协调优化控制方法，对处于不同工作状态下的系统进行控制，维持系统正常运行并控制1.5kV直流母线电压始终处于正常范围内，同时在紧急情况下，通过对系统中的光伏发电模块、风力发电模块以及储能模块进行控制，保证地铁供电系统具有短时离网自运行的能力，大幅提高了地铁运行的可靠性。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种交直流混联地铁供电系统，其特征在于，包括10kV/35kV中压交流母线、380V低压交流母线、6kV中压直流母线、1.5kV直流母线、光伏发电模块、风力发电模块、储能模块、双向DC-DC变换器、双向AC-DC变换器、第一变压器和第二变压器；
所述10kV/35kV中压交流母线和城市电网连接；所述10kV/35kV中压交流母线通过第一变压器和双向AC-DC变换器与6kV中压直流母线连接；所述6kV中压直流母线通过双向DC-DC变换器和1.5kV直流母线连接；所述10kV/35kV中压交流母线通过第二变压器和380V低压交流母线连接；所述光伏发电模块、风力发电模块和储能模块均与6kV中压直流母线连接。
2.根据权利要求1所述的交直流混联地铁供电系统，其特征在于，所述光伏发电模块包括光伏阵列和两级式升压电路；
所述两级式升压电路包括电感L1-L2、电阻R1、变压器T1、电容C1-C2、二极管D1-D4、反并联二极管VD1-VD5和开关管S1-S5；
所述电感L1的一端和光伏阵列连接，其另一端分别与二极管D5的正极、开关管S5的集电极和反并联二极管VD5的负极连接；所述二极管D5的负极分别与电容C1的一端、开关管S1的集电极、反并联二极管VD1的负极、开关管S3的集电极和反并联二极管VD3的负极连接；所述光伏阵列的另一端分别与开关管S5的发射极、反并联二极管VD5的正极、电容C1的另一端、开关管S2的发射极、反并联二极管VD2的正极、开关管S4的发射极和反并联二极管VD4的正极连接；所述电感L2的一端分别与开关管S1的发射极、反并联二极管VD1的正极、开关管S2的集电极和反并联二极管VD2的负极连接；所述电感L2的另一端分别与变压器T1初级线圈的一端连接；所述变压器T1初级线圈的另一端分别与开关管S3的发射极、反并联二极管VD3的正极、开关管S4的集电极和反并联二极管VD4的负极连接；所述变压器T1次级线圈的一端分别与二极管D1的正极和二极管D2的负极连接，其另一端分别与二极管D3的正极和二极管D4的负极连接；所述电阻R1的一端分别与二极管D1的负极、二极管D3的负极和电容C2的一端连接，其另一端分别与二极管D2的正极、二极管D4的正极和电容C2的一端连接。
3.根据权利要求1所述的交直流混联地铁供电系统，其特征在于，所述风力发电模块包括依次连接的直驱式风力发电机组、整流器和直直变换器；
所述直直变换器包括电感L3、电阻R2、变压器T2、电容C3-C4、反并联二极管VD6-VD9和开关管S6-S9；
所述电容C4的一端分别与整流器的第一输出端、开关管S6的集电极、反并联二极管VD6的负极、开关管S8的集电极和反并联二极管VD8的负极连接；所述电容C4的另一端分别与整流器的第二输出端、开关管S7的发射极、反并联二极管VD7的正极、开关管S9的发射极和反并联二极管VD9的正极连接；所述电感L3的一端分别与开关管S6的发射极、反并联二极管VD6的正极、开关管S7的集电极和反并联二极管VD7的负极连接；所述电感L3的另一端分别与变压器T2初级线圈的一端连接；所述变压器T2初级线圈的另一端分别与开关管S8的发射极、反并联二极管VD8的正极、开关管S9的集电极和反并联二极管VD9的负极连接；所述变压器T2次级线圈的一端分别与二极管D6的正极和二极管D7的负极连接，其另一端分别与二极管D8的正极和二极管D9的负极连接；所述电阻R2的一端分别与二极管D6的负极、二极管D8的负极和电容C3的一端连接，其另一端分别与二极管D7的正极、二极管D9的正极和电容C3的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的交直流混联地铁供电系统，其特征在于，所述储能模块包括蓄电池和双向Buck-Boost变换器；
所述双向Buck-Boost变换器包括电感L4、电阻R3、电容C5、开关管S10-S11和反并联二极管VD10-VD11；
所述电感L4的一端和蓄电池的一端连接，其另一端分别与开关管S10的集电极、反并联二极管VD10的负极、开关管S11的发射极和反并联二极管VD11的正极连接；所述开关管S11的集电极分别与反并联二极管VD11的负极、电容C5的一端和电阻R3的一端连接；所述电阻R3的另一端分别与电容C5的另一端、反并联二极管VD10的正极、开关管S10的发射极和蓄电池的另一端连接。
5.一种交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设置交直流混联地铁供电系统中1.5kV直流母线的电压最大阈值和电压最小阈值；
S2：基于电压最大阈值和电压最小阈值，根据1.5kV直流母线的电压判断整体动态负荷发生变化时地铁列车的工况，并利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块进行协调控制。
6.根据权利要求5所述的交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压超过电压最大阈值时，地铁列车处于再生制动工况，则将电能从1.5kV直流母线经双向DC-DC变换器流动到6kV中压直流母线，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第一工作状态：当储能模块容量未达到储能上限时，控制储能模块中的双向Buck-Boost变换器工作，使电能依次从1.5kV直流母线流动到6kV中压直流母线和储能模块，利用储能模块储存能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第二工作状态：当储能模块容量已达到储能上限时，储能模块处于待机状态，控制双向AC-DC变换器工作在逆变状态，使电能从6kV中压直流母线向10kV/35kV中压交流母线流动。
7.根据权利要求5所述的交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，若整体动态负荷发生变化使1.5kV直流母线的电压低于最小阈值时，地铁列车处于牵引工况，则由1.5kV直流母线提供电能，其中，交直流混联地铁供电系统分为两种工作状态，具体为：
第三工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能下限时，则双向Buck-Boost变换器、光伏发电模块和风力发电模块共同工作，使储能模块释放能量并与光伏发电模块和风力发电模块共同向整体动态负荷供电，且双向AC-DC变换器处于待机状态；
第四工作状态：当整体动态负荷所需功率大于光伏发电模块和风力发电模块能提供的功率且储能模块容量已达到储能下限时，则储能模块处于待机状态，双向AC-DC变换器处于整流状态，使电能依次由10kV/35kV中压交流母线向6kV中压直流母线和1.5kV直流母线中流动。
第五工作状态：当整体动态负荷所需功率等于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率时，则光伏发电模块和风力发电模块向整体动态负荷供电，储能模块和双向AC-DC变换器均处于待机状态；
第六工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量未达到储能上限时，则双向Buck-Boost变换器工作，使未被整体动态负荷利用的能量向储能模块流动，储能模块存储能量，双向AC-DC变换器处于待机状态；
第七工作状态：当整体动态负荷所需功率小于光伏发电模块和风力发电模块提供的功率且储能模块容量已达到储能上限时，则双向AC-DC变换器处于逆变状态，使未被整体动态负荷利用的电能向10kV/35kV中压交流母线流动。
8.根据权利要求5所述的交直流混联地铁供电系统的协调控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当电压失压低于最小阈值时，利用光伏发电模块、风力发电模块和储能模块向6kV中压直流母线提供电能。
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