一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置及其调控方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置及其方法，涉及交流电气化铁路供电领域。包括一座变压器型牵引变电所和若干座变流器型牵引变电所组成的电气化铁路贯通供电系统。调控装置输入端连接变流器型变电所的牵引馈线电流互感器和牵引母线电压互感器，通过光纤连接变压器型变电所的牵引馈线电流互感器及牵引母线电压互感器，其输出端连接变流器型变电所的交直交变流器控制端。调控方法是：以变压器型变电所的电流、电压及功率数据为参考，在牵引母线电压允许范围内，调整变流器型变电所功率使其与变压器型变电所逼近按容量比例分配牵引网上列车负荷的目标。主要用于电气化铁路贯通供电系统。

【技术实现步骤摘要】
一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置及其调控方法
本专利技术涉及交流电气化铁路供电领域，尤其涉及贯通供电系统中变流器型牵引变电所潮流调控技术。
技术介绍
电气化铁道普遍采用由公用电力系统供电的单相工频交流制，为使单相的牵引负荷在三相电力系统中尽可能平衡分配，电气化铁道往往采用轮换相序、分相分区供电的方案。分相分区处的相邻供电区之间用分相绝缘器隔离，形成电分相，简称分相。电力机车通过电分相的传统方式是手动过分相，主要依靠司机手动进行退级、关辅助机组、断主断路器、靠列车惯性驶过中性段、再合主断路器、合辅助机组、进而恢复牵引功率来完成过分相。这种人工换相方式容易造成电力机车带电通过电分相(过分相)发生燃弧而烧坏接触网悬挂部件，甚至导致相间短路等事故。随着列车速度的不断升高，采用了自动过分相技术，主要有地面开关自动切换过分相、车载自动过分相以及柱上自动过分相等几种，但仍存在开关切换中列车通过电分相的暂态电气过程，易产生较大的操作过电压或过电流，造成牵引网与车载设备烧损等事故，甚至导致自动过分相操作失败，影响供电可靠性和列车安全运行。因此，电分相环节是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，列车过分相成为了高速铁路乃至整个电气化铁路牵引供电的瓶颈。理论和实践表明在牵引变电所采用单相牵引变压器或组合式同相供电技术可以取消其出口处的电分相，在分区所采用双边供电技术可以取消该处的电分相，从而消除供电瓶颈，提高铁路供电能力和运输能力。但值得注意的是，电气化铁路分区所的双边供电类似于电网的合环，其应用受到电网条件的制约，比如电网与牵引网的电压等级较为接近，均衡电流较大，不宜实施双边供电(合环)等，另外，当取电于两个不相联通的电网的牵引变电所需要取消电分相而实施贯通供电时，显然不能采用双边供电(合环)技术，因此，本专利技术旨在提供一种关于此类贯通供电系统的变流器型牵引变电所的潮流调控系统及其潮流调控方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置及其调控方法，它能有效地解决该贯通供电系统中变流器型牵引变电所潮流调控的设备问题和潮流调控的技术问题。本专利技术解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置及其调控方法，包括牵引变电所和牵引网OCS，牵引变电所原边连接三相电网ABC，次边经牵引母线TB和牵引馈线F连接到牵引网OCS，各牵引变电所之间的牵引网OCS相连以对电气化铁路实施同相贯通供电；该贯通供电系统设置一座使用牵引变压器TT的变压器型牵引变电所，将其记为变电所TS，设其容量为S0；设置n座使用变压器T串联交直交变流器ADA的变流器型牵引变电所，将第i座变流器型牵引变电所记为变电所CSi，设其容量为Si,i＝1,2,…,n,n≥1；变电所TS的馈线断路器K和电流互感器CT0串联接入变电所TS的牵引馈线F，电压互感器PT0连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的馈线断路器K和电流互感器CTi串联接入变电所CSi的牵引馈线F，电压互感器PTi连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的潮流调控装置由变电所CSi的潮流调控器PSi、该变电所CSi的电流互感器CTi、电压互感器PTi以及光纤网络FO和变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0共同构成；变电所CSi的潮流调控器PSi输入端连接该变电所CSi的电流互感器CTi和电压互感器PTi，通过光纤网络FO连接变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0，该潮流调控器PSi输出端连接变电所CSi交直交变流器ADAi的控制端。本专利技术对牵引变电所潮流调控的方法为：潮流调控器PSi根据光纤网络FO传来的变电所TS电流互感器CT0和电压互感器PT0测得的视在功率s0与变电所CSi电流互感器CTi和电压互感器PTi测得的视在功率si比较，再通过变电所CSi交直交变流器ADAi的控制端调整其视在功率si在牵引母线电压允许范围内逼近目标函数：si:s0＝Si:S0,i＝1,2,…,n,n≥1即调控变电所CSi交直交变流器产生的视在功率si与变电所TS的视在功率s0之比逼近变电所CSi容量Si与变电所TS容量S0之比。还可以进一步简化潮流调控方法，一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控方法，潮流调控器PSi根据光纤网络FO传来的变电所TS电流互感器CT0测得的馈线电流I0与变电所CSi电流互感器CTi测得的馈线电流Ii比较，再通过变电所CSi交直交变流器ADAi的控制端调整其馈线电流Ii在牵引母线电压允许范围内逼近目标函数：Ii:I0＝Si:S0,i＝1,2,…,n,n≥1即调控变电所CSi交直交变流器产生的馈线电流Ii与变电所TS的馈线电流I0之比逼近变电所CSi容量Si与变电所TS容量S0之比。本专利技术的工作原理是：利用光纤网络传输容量大、速度快的优势和数据同步技术获得异地牵引变电所的同步数据，以一座变压器型牵引变电所(变电所TS)的电流、电压及功率数据为参考，考虑变压器型牵引变电所(变电所TS)和变流器型牵引变电所(变电所CS1)的容量决定的经济供电因素，并基于交直交变流器调整速度远高于列车负荷变化速度、跟随特性强的技术因素，在牵引母线电压允许范围内，使变电所TS和变电所CS1逼近按其容量比例分配牵引网上列车负荷的目标，同理，第三座变流器型牵引变电所(变电所CS2)同样参考变电所TS并使变电所CS2与变电所TS逼近按其容量比例分配二者份额的目标，同时变电所CS1按变电所CS1和变电所TS容量比例目标重新分配其份额，从而逼近变电所CS1、变电所CS2和变电所TS三者按其容量比例分配这样一种新的目标，余此类推。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、本专利技术的潮流调控系统可以用一座变流器型牵引变电所与一座变压器型牵引变电所的数据准确、合理地完成该座变流器型牵引变电所在贯通供电系统的潮流调控与分配，与其他(如果有的话)变流器型牵引变电所在该贯通供电系统的潮流调控相互独立，互不关联。二、本专利技术的功率(电流)比的调控方法不受贯通供电系统中其他(如果有的话)采用交直交变流器的变电所调控方法的影响，也不受系统中列车位置与数量及其运行工况(牵引或制动)的影响。三、与传统的变流器下垂曲线控制方法相比，本专利技术的功率(电流)比调控方法更灵敏、更准确，使用范围更广；与既有牵引变电所组合式同相供电采用的潮流控制方法相比，本专利技术的功率(电流)比调控方法可以在不获取(也无法获取)该贯通供电系统中列车总负荷的情况下完成变流器型牵引变电所的潮流调控，并且不受列车位置与数量及其运行工况(牵引或制动)的影响，也不受系统中其他(如果有的话)变流器型牵引变电所调控方法的影响。四、本专利技术结构简单，性能优越、技术先进、方法可靠，易于实施。附图说明图1是本专利技术实施例的贯通供电系统及变流器型牵引变电所潮流调控装置配置结构示意图。图2是本专利技术实施例的变流器型牵引变电所潮流调控装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。实施例图1示出，本专利技术实施例的贯通供电系统及变流器型牵引变电所潮流调控装置配置结构示意图：该贯通供电系统由牵引变电所和牵引网OCS等组成，牵引变电所原边连接三相电网ABC，次边经牵引母线TB和牵引馈线F连接到牵引网OC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置，包括牵引变电所和牵引网OCS，牵引变电所原边连接三相电网ABC，次边经牵引母线TB和牵引馈线F连接到牵引网OCS，各牵引变电所之间的牵引网OCS相连以对电气化铁路实施同相贯通供电；其特征在于：该贯通供电系统设置一座使用牵引变压器TT的变压器型牵引变电所，将其记为变电所TS，设其容量为S0；设置n座使用变压器T串联交直交变流器ADA的变流器型牵引变电所，将第i座变流器型牵引变电所记为变电所CSi，设其容量为Si,i＝1,2,…,n,n≥1；变电所TS的馈线断路器K和电流互感器CT0串联接入变电所TS的牵引馈线F，电压互感器PT0连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的馈线断路器K和电流互感器CTi串联接入变电所CSi的牵引馈线F，电压互感器PTi连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的潮流调控装置由变电所CSi的潮流调控器PSi、该变电所CSi的电流互感器CTi、电压互感器PTi以及光纤网络FO和变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0共同构成；变电所CSi的潮流调控器PSi输入端连接该变电所CSi的电流互感器CTi和电压互感器PTi，通过光纤网络FO连接变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0，该潮流调控器PSi输出端连接变电所CSi交直交变流器ADAi的控制端。...

【技术特征摘要】
1.一种贯通供电系统变流器型牵引变电所潮流调控装置，包括牵引变电所和牵引网OCS，牵引变电所原边连接三相电网ABC，次边经牵引母线TB和牵引馈线F连接到牵引网OCS，各牵引变电所之间的牵引网OCS相连以对电气化铁路实施同相贯通供电；其特征在于：该贯通供电系统设置一座使用牵引变压器TT的变压器型牵引变电所，将其记为变电所TS，设其容量为S0；设置n座使用变压器T串联交直交变流器ADA的变流器型牵引变电所，将第i座变流器型牵引变电所记为变电所CSi，设其容量为Si,i＝1,2,…,n,n≥1；变电所TS的馈线断路器K和电流互感器CT0串联接入变电所TS的牵引馈线F，电压互感器PT0连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的馈线断路器K和电流互感器CTi串联接入变电所CSi的牵引馈线F，电压互感器PTi连接在其牵引母线TB上；变电所CSi的潮流调控装置由变电所CSi的潮流调控器PSi、该变电所CSi的电流互感器CTi、电压互感器PTi以及光纤网络FO和变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0共同构成；变电所CSi的潮流调控器PSi输入端连接该变电所CSi的电流互感器CTi和电压互感器PTi，通过光纤网络FO连接变电所TS的电流互感器CT0及电压互感器PT0，该潮流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群湛，郭锴，赵艺，解绍锋，黄小红，舒泽亮，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51