光伏与电气化铁路相结合的供电结构制造技术

本实用新型专利技术是一种光伏与电气化铁路相结合的供电结构，在铁路沿线设与铁路接触网连通的分布式光伏电站，其包含就地配置的三相‑单相升压变压器和与其连接的至少1个光伏逆变单元，光伏逆变单元内包含与三相‑单相升压变压器连接的交流汇流箱和光伏组件，若干光伏组件串联分组后并联，再连接1个组串逆变器后再接入交流汇流箱，本实用新型专利技术将光伏电站与电气化铁路供电系统相结合，光伏电站发出的电能直接接入电力牵引网，就近接入、就近消纳，节省光伏电站配套变电站及送出线路的建造费用，显著提升光伏发电成本经济性，综合利用铁路沿线土地、铁路自身输变电网并网发电，解决光伏发电成本控制和电力输送难题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光伏与电气化铁路相结合的供电结构。
技术介绍
1.光伏发电技术。光伏发电系统由光伏组件、逆变器、交/直流汇流箱、变压器等组成。太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，将光能转化成电能。并网发电系统通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。光伏电站一般分为集中式光伏电站和分布式光伏电站。大容量集中式光伏电站接入电网时一般采用分组集中、电压逐级升高的并网方式。分布式光伏电站以分散方式接入低于35kV或更低电压等级电网。我国太阳能资源分布和用电负荷中心呈现逆向分布特点，大规模光伏发电应用消纳成为发展难题：光伏电站占地较大，与有限的土地资源产生矛盾；光照、廉价用地等资源与用电负荷呈现逆向分布，导致光伏电站配套送出电网建设成本高昂。2．电气化铁路供电系统。电气化铁路供电系统由发电厂、牵引变电所、接触网、电力机车和钢轨等构成。牵引变电站的任务是把电力系统的三相高压电变成电力机车所需要的电能。牵引变电站主要将电力系统通过高压输电线送来的220kV或110kV三相交流电加以降压和变流后输送给适合电气列车使用的单相交流27.5kV接触网，牵引网供电方式多采用AT供电方式。电力牵引为一级负荷，为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两路电源互为热备用。铁路牵引供电系统在铁路沿线布设27.5kV线路，在两个相距很远的车站之间要建很多个地面设备，包括轨道电路设备等。我国电气化铁路发展良好，有较为完善的铁路输配电网络。由于牵引变电站大多地处野外地区，周围地势空旷，有足够的空间来放置光伏发电设备，如铁路沿线的荒漠、荒草地、线路护坡等，这为光伏电站的可接入性打下良好的基础，使铁路电力系统成为光伏发、输、配电的新型载体，培育、拓展光伏应用新市场。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题即在提供一种光伏与电气化铁路相结合的供电结构，通过将光伏电站与电气化铁路供电结构相结合，综合利用铁路沿线土地、铁路自身输变电网并网发电，解决光伏发电成本控制和电力输送难题。本技术所采用的技术手段如下。一种光伏与电气化铁路相结合的供电结构，在铁路沿线设与铁路接触网连通的分布式光伏电站，所述分布式光伏电站包含至少1个就地配置的三相-单相升压变压器和与其连接的至少1个光伏逆变单元。所述分布式光伏电站包含2个三相-单相升压变压器，每个三相-单相升压变压器均连接至少1个光伏逆变单元。每个光伏逆变单元内包含交流汇流箱和若干光伏组件，所述交流汇流箱与三相-单相升压变压器连接，所述若干光伏组件串联分组，每组并联后分别连接1个组串逆变器后接入所述交流汇流箱。上述2个或2个以上三相-单相升压变压器汇集后T接至铁路接触网。本技术所产生的有益效果如下。1、采用铁路沿线光伏发电用地综合利用与铁路输配电网再利用等技术，使得光伏发电项目投资成本低于传统模式下的总成本，增加铁路发展科技内涵，推动产业协同，促进铁路经营转型。2、光伏应用与铁路相融合，作为铁路牵引网供电的补充，不仅满足铁路用电需求，减少铁路对外部电网依赖，而且促进沿线资源潜力挖掘，取得生态效益与经济收益。3、同时，光伏电站发出的电能采用直接接入电力牵引网，就近接入、就近消纳，节省了光伏电站配套变电站及送出线路的建造费用，显著提升光伏发电成本经济性。4、光伏电站建设同时，对相关区域通讯网络增强改造，可提高铁路和光伏电站的控制效率。5、光伏发电与电气化铁路供电系统协同发展，充分利用太阳能资源及土地资源，达到节能减排的效果，提高经济效益。附图说明图1为本技术的光伏与电气化铁路相结合的供电结构的示意图。具体实施方式本技术将分布式光伏发电与27.5kV电气化铁路供电结构相结合。上述供电结构包含在铁路沿线光资源较好地段建设的分布式光伏电站。分布式光伏电站包含至少1个就地配置的三相-单相升压变压器2和与其连接的至少1个光伏逆变单元1。三相-单相升压变压器2和光伏逆变单元1可根据实际用地需求配置其数量，为便于说明，图示实施例中三相-单相升压变压器2的数量设置为2个，光伏逆变单元1的数量设为4个，每2个光伏逆变单元1共同连接1个三相-单相升压变压器2，但并不以此为限。每个光伏逆变单元1内包含交流汇流箱13和若干光伏组件11。交流汇流箱13与三相-单相升压变压器2连接。若干光伏组件串联分组，每组并联后分别连接1个组串逆变器12后接入所述交流汇流箱13。组串逆变器12内还可设置有补偿、滤波和储能元件，研究开发对应于铁路牵引网特殊电气环境条件下的控制策略，挖掘大功率IGBT元件的可塑性，将铁路牵引负荷对电网的冲击化整为零，在各个分布式光伏电站得到一定程度的改善。这样，光伏电站不仅是电源的提供者，同时兼具了电能质量的改善者。实际使用时，通过串联的光伏组件11吸收太阳能并转化为直流电，直流电通过逆变器12将直流电转换为交流电，经交流汇流箱13汇集后接入就地配置的三相-单相升压变压器（0.48/2×27.5kV）升压，最终以27.5kV汇集后输出，多个三相-单相升压变压器输出的电能直接汇集T接至铁路沿线的电气牵引网。现有技术将各处输送来的电能统一接入牵引变电站进行降压、变流后再输入至27.5kV接触网，造价高，与该现有技术不同的是，本技术将光伏电站分布设置在铁路沿线光资源较好及野外空旷地段，将光伏电站发出的电能直接升压后就近接入铁路沿线的27.5kV牵引网，节省了光伏电站配套变电站及送出线路的建造费用，显著提升光伏发电成本经济性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏与电气化铁路相结合的供电结构，其特征在于，在铁路沿线设与铁路接触网连通的分布式光伏电站，所述分布式光伏电站包含至少1个就地配置的三相‑单相升压变压器（2）和与其连接的至少1个光伏逆变单元（1）。

【技术特征摘要】
1.一种光伏与电气化铁路相结合的供电结构，其特征在于，在铁路沿线设与铁路接触网连通的分布式光伏电站，所述分布式光伏电站包含至少1个就地配置的三相-单相升压变压器（2）和与其连接的至少1个光伏逆变单元（1）。2.如权利要求1所述的光伏与电气化铁路相结合的供电结构，其特征在于，所述分布式光伏电站包含2个三相-单相升压变压器（2），每个三相-单相升压变压器（2）均连接至少1个光伏逆变单元（1）。3.如权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢敏，张玮，赵丽霞，张纯岗，邸亮，邵庆，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11