一种电气化铁路牵引的供电系统主回路技术方案

本实用新型专利技术的实施例提供一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，涉及铁路牵引供电技术领域，能够将波动负荷在空间临近的不同线路牵引供电区间之间分摊，提高牵引供电系统对负荷波动的适应能力。本实用新型专利技术的方案提供一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，包括牵引变压器、供电臂、馈线以及分区亭，M个柔性直流输电装置，1个协调控制器；M个柔性直流输电装置安装于铁路线路上的分区亭内，一个柔性直流输电装置连接于2条牵引供电臂之间；每个柔性直流输电装置均匀所述协调控制器连接，受所述协调控制器动态控制，均衡多个供电区间之间的负荷。本实用新型专利技术用于为电气化铁路牵引供电。

Main circuit of power supply system for electrified railway traction

The embodiment of the utility model provides the main circuit of an electric railway traction power supply system for railway traction, relates to the technical field of power supply and can be of different lines in the space near the load fluctuation of traction power supply allocation interval, improve the traction power supply system on load fluctuation adaptability. The utility model provides a scheme of main circuit of electrified railway traction power supply system, including traction transformer, power supply arm, feeder and partition Pavilion, M flexible DC power transmission device, 1 coordinated controller; District Pavilion M flexible DC transmission device installed on the railway line in a flexible DC power transmission device is connected between the 2 traction power supply arm; each flexible DC transmission device uniform the coordinated controller is connected by the coordinated controller of dynamic control, the equilibrium between a plurality of power supply load interval. The utility model is used for traction power supply of electrified railway.

【技术实现步骤摘要】

本技术的实施例涉及铁路牵引供电
，尤其涉及一种电气化铁路牵引的供电系统主回路。
技术介绍
电气化铁路技术由于其单位运输里程碳排放远低于内燃机车，更为节能环保且运输效率更高等优点而广泛采用。我国幅员辽阔人口众多，且资源分布不均，要求铁路运输的特点为大跨距、重负荷，通常对电网要求较高的重载货运铁路及高速客运专线都会途径电网相对薄弱区域，对当地电网的供电能力造成挑战。现有技术中的常规解决手段包括缩短牵引供电臂长度、牵引变压器内增加固定及动态无功补偿装置、采用更高电压等级公网电源等。这些方法在满足牵引供电需求的同时也存在一些问题：如缩短供电臂长度会增加机车过分相的次数进而影响旅行速度；牵引变压器内补偿装置主要目的在于提高功率因数，在交流机车大量采用的趋势下补偿装置的作用日渐降低；采用更高电压等级公网电源会将牵引负荷谐波负序电流直接注入输电网络，威胁电网安全。我国铁路的另一特点是运输大动脉存在货运铁路和客运专线铁路空间并排运行的特点。客运专线昼夜负荷波动大，现有的牵引供电系统往往对于负荷波动的适应能力差，在轻度负荷时资源未充分利用，而重度符合时又牵引供电能力不足。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，能够将波动负荷在空间临近的不同线路牵引供电区间之间分摊，提高牵引供电系统对负荷波动的适应能力。为了达成上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：提供一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，包括牵引变压器、供电臂、馈线以及分区亭，还包括：M个柔性直流输电装置，1个协调控制器；其中M为大于等于1的整数；M个柔性直流输电装置安装于铁路线路上的分区亭内，一个柔性直流输电装置连接于2条牵引供电臂之间；每个柔性直流输电装置均与所述协调控制器连接，受所述协调控制器动态控制，均衡多个供电区间之间的负荷。本技术的实施例所提供的电气化铁路牵引的供电系统主回路，当相邻供电臂间负载分配不均时，协调控制器通过控制分区亭中柔性直流输电装置，可将重负载载供电臂上的负荷转移到轻负载供电臂，避免牵引负荷集中在某个供电臂引起过载，从而达到在相邻供电臂间平均分配负荷的目的，以提高牵引供电系统对负荷波动及短时过载的适应能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中采用单相变压器时的牵引供电系统示意图；图2为现有技术中采用三相/两相变压器时的牵引供电系统示意图；图3为本技术的实施例所提供的电气化铁路牵引的供电系统主回路结构示意图；图4为本技术的实施例所提供的电气化铁路牵引的供电系统主回路的另一结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。现有技术中采用单相变压器的牵引供电系统如图1所示。供电系统主回路包括牵引变压器101、分区亭102、供电臂103以及馈线104。现有技术中采用三相/两相变压器时的牵引供电系统如图2所示。供电系统主回路包括牵引变压器201、分区亭202、供电臂203以及馈线204。结合图1和图2，由于负荷可能实时波动，相邻两条供电臂的负荷可能并不一致。针对一条铁路线路上的多条供电臂，不同供电臂上的负荷也均是实时变化，有些供电臂负荷大，有些供电臂负荷小。铁路线路途径的区域中，可能有些区域电网供电能力较强，有些区域供电能力相对薄弱。现有牵引供电系统对于牵引负荷动态变化的适应能力差。本申请的目的在于，在一条铁路线路的不同供电臂之间，或者在一个区域内多条铁路线路的不同供电臂之间，通过由轻负荷供电臂向重负荷供电臂输送功率的方式，实现功率动态均衡分配，提高牵引供电系统对负荷波动的适应能力。以下结合本新型的实施例做详细说明。实施例本技术的实施例提供一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，结合图3以及图4所示，供电系统主回路包括牵引变压器T、供电臂L、馈线(图中未标出)以及分区亭K。图4中，相同对象的不同个体用不同的角标表示。牵引变压器、供电臂、馈线以及分区亭之间的连接方式与现有技术相同，本实施例中不做赘述。本技术的改进之处在于：在供电系统主回路中接入柔性直流输电装置E以及协调控制器C。柔性直流输电装置的数量为M，M为大于等于1的整数。图3为采用单相变压器时加装统一协调控制柔性直流分区装置的铁路牵引供电系统主回路的示意图，图4为采用三相/两相变压器时加装统一协调控制柔性直流分区装置的铁路牵引供电系统主回路的示意图。柔性直流输电装置安装于铁路线路上的分区亭内，一个柔性直流输电装置连接于2条牵引供电臂之间，可实现这两条供电臂之间的功率输送。实际应用中，M的取值可以根据实际需求做调整。每个柔性直流输电装置均与协调控制器连接，受协调控制器动态控制。协调控制器根据预设置的控制策略均衡多个供电区间之间的负荷，实现多个供电臂之间的功率动态均衡分配。多个供电臂可以是同一条铁路线路的供电臂，也可以是分属于两条或以上铁路线路的供电臂间。在一种具体的实施方式中，按照铁路线路来划分M个柔性直流输电装置对应的供电臂。例如，M个柔性直流输电装置均接于同一铁路线路的供电臂之间。一个柔性直流输电装置接于相邻两个牵引供电臂间的分区亭内。进一步的，一个柔性直流输电装置还T接邻近区域其它铁路线路上的供电臂。在另一种具体的实施方式中，按照区域来划分M个柔性直流输电装置对应的供电臂。在一个区域内两条或以上铁路线路的供电臂间，将受一个协调控制器控制的M个柔性直流输电装置接于区域内分属于至少两条铁路线路的供电臂间。上述两种实施方式中，柔性直流输电装置可单独接于牵引供电臂间。或者，柔性直流输电装置也可和旁路开关并联接于牵引供电臂间。可选的，供电系统主回路的电压可以为55kV或27.5kV，给牵引供电系统供电的电源为500kV、330kV、220kV或110kV。结合图4所示的供电系统主回路，以牵引变压器为三相/两相变压器的情形为例，以下对协调控制器的控制策略进行说明。控制策略1)检测到某供电区间(以L2为例)负荷超过额定负荷时，相邻供电区间(对应为L3)通过分区亭内柔性直流输电装置，向本区间(L2)输送功率，保证牵引变压器T1不过载。控制策略2)，检测到某牵引变压器(以T1为例)向电网注入负序电流超标时，通过平均分配(L1、L2)两供电臂电流(具体实现方法为通过分区亭内的柔性直流输电装置，将重载供电区间内负荷转移至轻载供电区间)，可有效控制牵引变压器(T1)注入电网负序电流。控制策略3)，检测到附近区域(以Ⅱ区域为例)某供电区间负荷超过额定负荷时，本线与之有电气连接的供电区间(对应为L2、L3)通过分区亭内柔性直流输电装置，向(Ⅱ区域)区间输送功率，保证附近区域无牵引变压器过载。控制策略4)，检测到附近区域(以Ⅱ区域为例)向电网注入负序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，包括牵引变压器、供电臂、馈线以及分区亭，其特征在于，还包括：M个柔性直流输电装置，1个协调控制器；其中M为大于等于1的整数；M个柔性直流输电装置安装于铁路线路上的分区亭内，一个柔性直流输电装置连接于2条牵引供电臂之间；每个柔性直流输电装置均与所述协调控制器连接，受所述协调控制器动态控制，均衡多个供电区间之间的负荷。

【技术特征摘要】
1.一种电气化铁路牵引的供电系统主回路，包括牵引变压器、供电臂、馈线以及分区亭，其特征在于，还包括：M个柔性直流输电装置，1个协调控制器；其中M为大于等于1的整数；M个柔性直流输电装置安装于铁路线路上的分区亭内，一个柔性直流输电装置连接于2条牵引供电臂之间；每个柔性直流输电装置均与所述协调控制器连接，受所述协调控制器动态控制，均衡多个供电区间之间的负荷。2.根据权利要求1所述的供电系统主回路，其特征在于，M个柔性直流输电装置均接于同一铁路线路的供...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯满盈，杨煜，许树楷，魏伟，陈俊，邹常跃，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东;44