CN114362164A - 一种级联并联式铁路能量路由调控方法 - Google Patents

一种级联并联式铁路能量路由调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种级联并联式铁路能量路由调控方法，包括：能量管理层，基于实时运行数据，判断系统子模块是否有故障，进而判断投入级联系统的子模块；根据系统负荷和可再生源发电装置输出功率大小，切换系统运行模式并给各子模块和储能装置下发参考指令；设备控制层，用于各个级联式铁路能量路由器模组和直流源的协调控制，控制目标为在实现直流源中间直流母线电压稳定的同时，控制由于子模块故障带来的系统波动，平衡相内电池组均衡，抑制共模电流，平抑充放电电流，动态跟踪给定的补偿电流和或功率指令。本发明有效回收再利用列车再生制动能量；实现光伏和风电等可再生能源接入牵引供电系统，降低三相电网的能耗；可有效改善牵引供电系统的电能质量问题；提高系统效率；具有容错能力；有助于缓解高压大容量环境下对内部电力电子器件的耐受要求。

Description

一种级联并联式铁路能量路由调控方法
技术领域
本发明属于电气化铁路技术领域，特别是涉及一种级联并联式铁路能量路由调控方法。
背景技术
当前世界能源日趋紧张，节能降耗已成为世界性的研究课题，而在轨道交通领域，列车制动产生的再生制动能量利用率低下；同时，各地弃风弃光现象频发，能源消纳问题成为制约其发展的技术瓶颈。因此，既能回收再生制动能量，又可以消纳可再生能源，并且可有效兼顾改善牵引网的负序、无功、谐波等电能质量问题的铁路能量路由器引起大家的关注。
但是，目前的研究主要侧重于集中式的拓扑调控，这种方式经过工频降压变压器接入牵引网，导致系统成本升高，效率低下；同时，这种方式不具备局部容错能力，若外置设备中局部元件异常或者发生故障，整体设备需要切出运行状态；并且既有系统容量较大，对内部电力电子器件的额定容量以及耐受水平等要求严苛。由此可见，现有技术无法充分发挥铁路能量路由器的功能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种级联并联式铁路能量路由调控方法，有效回收再利用列车再生制动能量；实现光伏和风电等可再生能源接入牵引供电系统，降低三相电网的能耗；可有效改善牵引供电系统的电能质量问题；可省去工频降压变压器的使用，有效降低系统成本，提高系统效率；具有容错能力，即使遭受外部扰动或者局部故障情况下，也能保证系统正常运行；有助于缓解高压大容量环境下对内部电力电子器件的耐受要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种级联并联式铁路能量路由调控方法，基于级联并联式铁路能量路由器，级联并联式铁路能量路由器跨接在牵引变电所或者分区所的电臂之间；级联并联式铁路能量路由器包括多个级联式铁路能量路由器模组并联而成，各级联式铁路能量路由器模组均连接有具有可再生能源发电装置和储能装置的直流源，调控过程包括：
能量管理层，用于全系统综合能量管理；基于实时运行数据，根据牵引侧两供电臂负载功率和可再生能源发电装置输出功率大小，划分储能装置的运行模式；检测各个子模块实时运行状态，若有子模块发生故障，切除局部故障；然后根据运行模式，根据系统补偿原理，计算各个子模块和储能装置的补偿电流参考值和 /或补偿功率参考值并下发给设备控制层。
设备控制层，用于各个级联式铁路能量路由器模组和直流源的协调控制，控制目标为在实现直流源中间直流母线电压稳定的同时，控制由于子模块故障带来的系统波动，平衡相内电池组均衡，抑制共模电流，平抑充放电电流，动态跟踪给定的补偿电流和/或功率指令，满足可再生能源的高效消纳、再生制动能量的有效利用和牵引供电系统电能质量要求。
进一步的是，所述级联并联式铁路能量路由器跨接在牵引变电所或者分区所的α供电臂、β供电臂与钢轨之间，所述级联式铁路能量路由模组采用阶梯型变流器级联拓扑结构，包括α侧级联变流器子系统、β侧级联变流器子系统、主公用电容和直流源；所述α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统并联至主公用电容，所述α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统上均连接有直流源；所述α侧级联变流器子系统的交流侧接至α供电臂与钢轨之间，β侧级联变流器子系统的交流侧接至β供电臂与钢轨之间。
进一步的是，所述级联式铁路能量路由模组采用宝塔型变流器级联拓扑结构，包括多个背靠背变流器子系统级联而成，并跨接在牵引变电所或者分区所的α供电臂、β供电臂与钢轨之间。
进一步的是，所述直流源包括光伏系统、风机系统和储能装置，光伏系统、风机系统和储能装置共同连接至直流母线。
进一步的是，在所述能量管理层中，包括步骤：
S110，实时检测系统运行数据：实时检测牵引供电系统两条供电臂电压、电流的幅值和相位，得到两供电臂的输出电压Uα和Uβ，两供电臂的输出电流Iα和 Iβ，各个直流源中光伏系统输出电压UPV和IPV电流，风机系统输出电压UW和IW电流，储能装置的温度、荷电状态SOC和劣化程度SOH；
S120，处理实时运行数据：根据实时检测的运行数据，计算两供电臂等效负荷功率SLα＝Uα·Iα *＝PLα+jQLα和SLβ＝Uβ·Iβ *＝PLβ+jQLβ，计算所有光伏系统输出总功率PPV，计算风机系统输出总功率PW；
S130，局部故障切除；检测各个子模块实时运行状态，判断子模块是否故障，并且及时切除故障子模块；
S140，能量管理策略；基于能量传输模式及多重运行约束进行全系统综合能量管理，决定系统当前运行模式并将计算得到的储能装置总功率指令下发给设备控制层；
S150，判断是否达到结束条件；若是，结束运行，反之，跳转至步骤S110。
进一步的是，步骤S140中，所述能量管理策略包括步骤：
S141模式分类；基于处理后的牵引负荷、光伏系统、风电系统和储能系统实时运行数据，将牵引负荷消纳光伏系统和风电系统后的运行工况划分为整体呈牵引态、制动态和空载态；整体呈牵引态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＞0；整体呈制动态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＜0；整体呈空载态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＝0；
S142运行约束；当整体呈牵引态时，负荷功率缺额部分由储能系统补偿，储能系统整体呈放电态；当整体呈制动态时，多余的制动能量和/或可再生能源电量存储于储能系统，储能系统呈充电态；当整体呈空载态时，储能系统基于内部能量状态进行状态恢复或待机运行；约束条件还包括充放电功率约束、荷电状态约束、储能系统/变流器容量约束及其他电气量平衡约束；
S143能量管理模型构建；全系统能量管理可独立或者组合式地以最大化利用牵引侧再生制动能量、最大化消纳可再生能源、牵引负荷削峰填谷、负序补偿、无功补偿、最大化经济效益、和/或其他运行调度指标最优为控制目标，结合步骤S141和步骤S142的约束条件，构建全系统综合能量管理策略。
进一步的是，所述设备层中，包括步骤：
子模块故障控制、相内均衡控制、共模电流抑制、充放电电流平抑；
各个直流源的中间直流母线电压既可由级联子系统中DC/AC变流器或者 DC/DC变流器进行建立和稳定，也可以由储能双向DC/DC进行建立和稳定；
级联子系统DC/AC变流器可选择采用电压电流双闭环控制策略、模型预测控制、滑膜变结构控制或其他控制策略中的一种或多种；
级联子系统DC/DC变流器和储能双向DC/DC变流器可选择采用下垂控制、电压电流双闭环控制、功率外环电流内环控制或其他控制策略中的一种或多种；
光伏DC/DC变流器采用最大功率追踪控制或其他控制策略；
风电系统AC/DC整流器可采用电压电流双闭环控制、下垂控制、模型预测控制或者其他控制策略中的一种或多种。
采用本技术方案的有益效果：
本发明所提控制方法分为能量管理层和设备控制层。能量管理层根据系统经济性最优，将系统划分成不同的运行模式，保证整个系统能够实现回收再生制动能量、消纳光伏、风电等可再生能源产生的电能，并且有效改善牵引供电系统的电能质量。设备控制层，采用共模电流抑制、相内均衡控制、充放电电流平抑、功率子模块故障控制等，保证了各个子模块能够较好的追踪能量管理层下发的功率或者电流指令，保证系统灵活稳定运行。
本发明可以省去使用工频降压变压器，节约了变压器昂贵的造价成本，因此降低系统成本；同时由于工频降压变压器的损耗所占比重较大，一般为额定容量的0.5％，因此提高系统运行效率。本发明在极个别子模块发生故障时，可以及时将局部故障切除，保证系统连续运行。本发明的每个子模块所承受的电压和容量相对于集中式结构都比较小，因此可以降低由于高压大容量环境下对系统电力电子器件性能的要求。
附图说明
图1为本发明的一种级联并联式铁路能量路由调控方法流程示意图；
图2为本发明实施例中能量管理层中的处理流程示意图；
图3为本发明实施例中级联并联式铁路能量路由拓扑结构示意图；
图4为本发明实施例中一种阶梯型变流器级联拓扑结构示意图；
图5为本发明实施例中另一种阶梯型变流器级联拓扑结构示意图；
图6为本发明实施例中一种宝塔型变流器级联拓扑结构示意图；
图7为本发明实施例中另一种宝塔型变流器级联拓扑结构示意图。
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，本发明提出了一种级联并联式铁路能量路由调控方法，基于级联并联式铁路能量路由器2，如图3所示，级联并联式铁路能量路由器2跨接在牵引变电所或者分区所的电臂之间；级联并联式铁路能量路由器包括多个级联式铁路能量路由器模组并联而成，各级联式铁路能量路由器模组均连接有具有新能源发电装置和储能装置的直流源。
所述级联式铁路能量路由器模组可以有但不限于4种拓扑结构：阶梯型DC/AC级联拓扑、阶梯型DC/DC级联拓扑、宝塔型DC/AC级联拓扑和宝塔型DC/DC 级联拓扑。
优选的，如图4所示，阶梯型DC/AC级联拓扑进一步包括α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统；所述两级联变流器子系统的直流侧并联至公用电容，构成背靠背结构，交流α侧接至α供电臂1与钢轨5之间，交流β侧接至β供电臂3与钢轨5之间；所述α侧和β侧级联变流器子系统由若干(假设为n)个 DC/AC变流器模块级联而成；所述DC/AC变流器模块由DC/AC四象限变流器交流侧并联旁路控制开关Ⅰ213，直流侧并联子公用电容212和直流源6；所述中央控制器7用于，实时检测所述α供电臂1和β供电臂3的电压/电流数据、所述 2n-1个直流源中光伏系统的电压/电流/温度数据、风电系统的风速/电压/电流数据、储能系统实时荷电状态/电压/电流/温度数据；所述中央控制器7计算牵引负荷功率、光伏输出总功率、风电系统输出总功率，根据计算结果选择运行模式；所述中央控制器7根据不同模式为2n个控制开关、2n个DC/AC变流器、2n-1 个可再生能源系统和储能系统分配功率和/或电流，实现系统协调控制。
优选的，如图5所示，阶梯型DC/DC级联拓扑进一步包括α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统并联至公用电容，构成背靠背结构，交流α侧接至α供电臂1与钢轨5之间，交流β侧接至β供电臂3与钢轨5之间；所述α侧和β侧级联变流器子系统由一个DC/AC变流器模块和若干(假设为n)个DC/DC变流器模块级联而成；所述DC/AC变流器模块由DC/AC四象限变流器Ⅱ的直流侧并联第一子公用电容222和直流源6，并与下级DC/DC变流器级联而成；所述DC/DC 变流器模块由DC/DC变流器223并联旁路控制开关Ⅱ224，高压直流侧级联上级模块，低压直流侧并联第二子公用电容225和直流源6，并与下级DC/DC变流器级联而成；所述中央控制器7用于，实时检测所述α供电臂1和β供电臂3的电压/电流数据、所述2n+1个直流源中光伏系统的电压/电流/温度数据、风电系统的风速/电压/电流数据、储能系统实时荷电状态/电压/电流/温度数据；所述中央控制器7计算牵引负荷功率、光伏输出总功率、风电系统输出总功率，根据计算结果选择运行模式；所述中央控制器7根据不同模式为2n个控制开关、2个DC/AC 变流器、2n个DC/DC变流器、2n+1个可再生能源系统和储能系统分配功率和/ 或电流，实现系统协调控制。
优选的，如图6所示，宝塔型DC/AC级联拓扑进一步由若干(假设为n)个背靠背变流器子系统Ⅲ231级联而成；所述背靠背变流器子系统Ⅲ231的α侧四象限变流器和β侧四象限变流器直流侧并联至公用电容2315构成背靠背结构，交流α侧并联α侧旁路控制开关Ⅲ2313，交流β侧并联β侧旁路控制开关Ⅲ2314，直流源6并联接入公用电容2315；所述中央控制器7用于，实时检测所述α供电臂1 和β供电臂3的电压/电流数据、所述n个直流源中光伏系统的电压/电流/温度数据、风电系统的风速/电压/电流数据、储能系统实时荷电状态/电压/电流/温度数据；所述中央控制器7计算牵引负荷功率、光伏输出总功率、风电系统输出总功率，根据计算结果选择运行模式；所述中央控制器7根据不同模式为2n个控制开关、n个背靠背变流器、n个可再生能源系统和储能系统分配功率和/或电流，实现系统协调控制。
优选的，如图7所示，宝塔型DC/DC级联拓扑进一步由1个背靠背DC/AC 变流器子系统241和若干(假设为n)个背靠背DC/DC变流器子系统242级联而成；所述背靠背DC/AC变流器子系统241的α侧四象限变流器2411和β侧四象限变流器2412直流侧并联至第一公用电容2413构成背靠背结构，直流源6并联接入第一公用电容2413；所述背靠背DC/DC变流器子系统242的α侧DC/DC变流器2421和β侧DC/DC变流器2422直流侧并联至第二公用电容2425构成背靠背结构，α侧DC/DC变流器并联α侧旁路控制开关2423，β侧DC/DC变流器并联β侧旁路控制开关2424，直流源6并联接入第二公用电容2425，DC/DC变流器的高压侧级联上级子系统，低压侧级联下级子系统；所述中央控制器7用于，实时检测所述α供电臂1和β供电臂3的电压/电流数据、所述n+1个直流源中光伏系统的电压/电流/温度数据、风电系统的风速/电压/电流数据、储能系统实时荷电状态/电压/电流/温度数据；所述中央控制器7计算牵引负荷功率、光伏输出总功率、风电系统输出总功率，根据计算结果选择运行模式；所述中央控制器7根据不同模式为2n个控制开关、1个背靠背DC/AC变流器、n个背靠背DC/DC变流器、n+1个可再生能源系统和储能系统分配功率和/或电流，实现系统协调控制。
如图1所示，基于级联并联式铁路能量路由器2，一种级联并联式铁路能量路由调控方法，包括：
能量管理层，用于全系统综合能量管理；基于实时运行数据，根据牵引侧两供电臂负载功率和可再生能源发电装置输出功率大小，划分储能装置的运行模式；检测各个子模块实时运行状态，若有子模块发生故障，切除局部故障；然后根据运行模式，根据系统补偿原理，计算各个子模块和储能装置的补偿电流参考值和 /或补偿功率参考值并下发给设备控制层。
设备控制层，用于各个级联式铁路能量路由器模组和直流源的协调控制，控制目标为在实现直流源中间直流母线电压稳定的同时，控制由于子模块故障带来的系统波动，平衡相内电池组均衡，抑制共模电流，平抑充放电电流，动态跟踪给定的补偿电流和/或功率指令，满足可再生能源的高效消纳、再生制动能量的有效利用和牵引供电系统电能质量要求。
作为上述实施例的优化方案，如图2所示，在所述能量管理层中，包括步骤：
S110，实时检测系统运行数据：实时检测牵引供电系统两条供电臂电压、电流的幅值和相位，得到两供电臂的输出电压Uα和Uβ，两供电臂的输出电流Iα和 Iβ，各个直流源中光伏系统输出电压UPV和IPV电流，风机系统输出电压UW和IW电流，储能装置的温度、荷电状态SOC和劣化程度SOH；
S120，处理实时运行数据：根据实时检测的运行数据，计算两供电臂等效负荷功率SLα＝Uα·Iα *＝PLα+jQLα和SLβ＝Uβ·Iβ *＝PLβ+jQLβ，计算所有光伏系统输出总功率PPV，计算风机系统输出总功率PW；
S130，局部故障切除；检测各个子模块实时运行状态，判断子模块是否故障，并且及时切除故障子模块；
S140，能量管理策略；基于能量传输模式及多重运行约束进行全系统综合能量管理，决定系统当前运行模式并将计算得到的储能装置总功率指令下发给设备控制层；
S150，判断是否达到结束条件；若是，结束运行，反之，跳转至步骤S110。
其中，步骤S140中，所述能量管理策略包括步骤：
S141模式分类；基于处理后的牵引负荷、光伏系统、风电系统和储能系统实时运行数据，将牵引负荷消纳光伏系统和风电系统后的运行工况划分为整体呈牵引态、制动态和空载态；整体呈牵引态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＞0；整体呈制动态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＜0；整体呈空载态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＝0；
S142运行约束；当整体呈牵引态时，负荷功率缺额部分由储能系统补偿，储能系统整体呈放电态；当整体呈制动态时，多余的制动能量和/或可再生能源电量存储于储能系统，储能系统呈充电态；当整体呈空载态时，储能系统基于内部能量状态进行状态恢复或待机运行；约束条件还包括充放电功率约束、荷电状态约束、储能系统/变流器容量约束及其他电气量平衡约束；
S143能量管理模型构建；全系统能量管理可独立或者组合式地以最大化利用牵引侧再生制动能量、最大化消纳可再生能源、牵引负荷削峰填谷、负序补偿、无功补偿、最大化经济效益、和/或其他运行调度指标最优为控制目标，结合步骤S141和步骤S142的约束条件，构建全系统综合能量管理策略。
其中，设备控制层，包括：
子模块故障控制、相内均衡控制、共模电流抑制、充放电电流平抑；
各个直流源的中间直流母线电压既可由级联子系统中DC/AC变流器或者 DC/DC变流器进行建立和稳定，也可以由储能双向DC/DC进行建立和稳定；
级联子系统DC/AC变流器可选择采用电压电流双闭环控制策略、模型预测控制、滑膜变结构控制或其他控制策略中的一种或多种；
级联子系统DC/DC变流器和储能双向DC/DC变流器可选择采用下垂控制、电压电流双闭环控制、功率外环电流内环控制或其他控制策略中的一种或多种；
光伏DC/DC变流器采用最大功率追踪控制或其他控制策略；
风电系统AC/DC整流器可采用电压电流双闭环控制、下垂控制、模型预测控制或者其他控制策略中的一种或多种。
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 (7)

1.一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，基于级联并联式铁路能量路由器，级联并联式铁路能量路由器跨接在牵引变电所或者分区所的电臂之间；级联并联式铁路能量路由器包括多个级联式铁路能量路由器模组并联而成，各级联式铁路能量路由器模组均连接有具有可再生能源发电装置和储能装置的直流源，调控过程包括：
能量管理层，用于全系统综合能量管理；基于实时运行数据，根据牵引侧两供电臂负载功率和可再生能源发电装置输出功率大小，划分储能装置的运行模式；检测各个子模块实时运行状态，若有子模块发生故障，切除局部故障；然后根据运行模式，根据系统补偿原理，计算各个子模块和储能装置的补偿电流参考值和/或补偿功率参考值并下发给设备控制层。
设备控制层，用于各个级联式铁路能量路由器模组和直流源的协调控制，控制目标为在实现直流源中间直流母线电压稳定的同时，控制由于子模块故障带来的系统波动，平衡相内电池组均衡，抑制共模电流，平抑充放电电流，动态跟踪给定的补偿电流和/或功率指令，满足可再生能源的高效消纳、再生制动能量的有效利用和牵引供电系统电能质量要求。
2.根据权利要求1所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，所述级联并联式铁路能量路由器跨接在牵引变电所或者分区所的α供电臂、β供电臂与钢轨之间，所述级联式铁路能量路由器模组采用阶梯型变流器级联拓扑结构，包括α侧级联变流器子系统、β侧级联变流器子系统、主公用电容和直流源；所述α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统并联至主公用电容，所述α侧级联变流器子系统与β侧级联变流器子系统上均连接有直流源；所述α侧级联变流器子系统的交流侧接至α供电臂与钢轨之间，β侧级联变流器子系统的交流侧接至β供电臂与钢轨之间。
3.根据权利要求1所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，所述级联式铁路能量路由器模组采用宝塔型变流器级联拓扑结构，包括多个背靠背变流器子系统级联而成，并跨接在牵引变电所或者分区所的α供电臂、β供电臂与钢轨之间。
4.根据权利要求2或3所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，所述直流源包括光伏系统、风机系统和储能装置，光伏系统、风机系统和储能装置共同连接至直流母线。
5.根据权利要求4所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，在所述能量管理层中，包括步骤：
S110，实时检测系统运行数据：实时检测牵引供电系统两条供电臂电压、电流的幅值和相位，得到两供电臂的输出电压Uα和Uβ，两供电臂的输出电流Iα和Iβ，各个直流源中光伏系统输出电压UPV和IPV电流，风机系统输出电压UW和IW电流，储能装置的温度、荷电状态SOC和劣化程度SOH；
S120，处理实时运行数据：根据实时检测的运行数据，计算两供电臂等效负荷功率SLα＝Uα·Iα *＝PLα+jQLα和SLβ＝Uβ·Iβ *＝PLβ+jQLβ，计算所有光伏系统输出总功率PPV，计算风机系统输出总功率PW；
S130，局部故障切除；检测各个子模块实时运行状态，判断子模块是否故障，并且及时切除故障子模块；
S140，能量管理策略；基于能量传输模式及多重运行约束进行全系统综合能量管理，决定系统当前运行模式并将计算得到的储能装置总功率指令下发给设备控制层；
S150，判断是否达到结束条件；若是，结束运行，反之，跳转至步骤S110。
6.根据权利要求5所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，步骤S140中，所述能量管理策略包括步骤：
S141模式分类；基于处理后的牵引负荷、光伏系统、风电系统和储能系统实时运行数据，将牵引负荷消纳光伏系统和风电系统后的运行工况划分为整体呈牵引态、制动态和空载态；整体呈牵引态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＞0；整体呈制动态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＜0；整体呈空载态，即(PLα+PLβ)-(PPV+PW)＝0；
S142运行约束；当整体呈牵引态时，负荷功率缺额部分由储能系统补偿，储能系统整体呈放电态；当整体呈制动态时，多余的制动能量和/或可再生能源电量存储于储能系统，储能系统呈充电态；当整体呈空载态时，储能系统基于内部能量状态进行状态恢复或待机运行；约束条件还包括充放电功率约束、荷电状态约束、储能系统/变流器容量约束及其他电气量平衡约束；
S143能量管理模型构建；全系统能量管理独立或者组合式地以最大化利用牵引侧再生制动能量、最大化消纳可再生能源、牵引负荷削峰填谷、负序补偿、无功补偿、最大化经济效益、和/或其他运行调度指标最优为控制目标，结合步骤S141和步骤S142的约束条件，构建全系统综合能量管理策略。
7.根据权利要求1所述的一种级联并联式铁路能量路由调控方法，其特征在于，在所述设备层中，包括步骤：
子模块故障控制、相内均衡控制、共模电流抑制、充放电电流平抑；
各个直流源的中间直流母线电压既由级联子系统中DC/AC变流器或者DC/DC变流器进行建立和稳定，或由储能双向DC/DC进行建立和稳定；
级联子系统DC/AC变流器采用电压电流双闭环控制策略、模型预测控制、滑膜变结构控制或其他控制策略中的一种或多种；
级联子系统DC/DC变流器和储能双向DC/DC变流器采用下垂控制、电压电流双闭环控制、功率外环电流内环控制或其他控制策略中的一种或多种；
光伏DC/DC变流器采用最大功率追踪控制或其他控制策略；
风电系统AC/DC整流器采用电压电流双闭环控制、下垂控制、模型预测控制或者其他控制策略中的一种或多种。
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