一种用于铁路牵引网的能量利用系统技术方案

一种用于铁路牵引网的能量利用系统，其包括：功率通融装置，其用于与分处两个不同区段的牵引网连接，实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；能量调度管理装置，其与功率通融装置连接，用于获取两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据功率转移指令控制功率通融装置的运行状态。本系统能够通过不同区段的牵引变电所之间的功率通融，从而实现了铁路牵引网再生制动能量的有效利用，提高了再生制动能量的利用率。同时，通过不同牵引变电所之间的能量通融，该能量利用系统还可以实现不同牵引变电所削峰填谷，并且还能够降低牵引变电所的最大峰值功率，从而节省最大需量电费。

An energy utilization system for railway traction network

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路牵引网的能量利用系统
本专利技术涉及电气化铁路供电
，具体地说，涉及一种用于铁路牵引网的能量高效利用系统。
技术介绍
目前，国内电气化铁路已大规模采用基于交-直-交传动技术的电力机车或动车组，这种传动技术能实现能量双向流动，为再生制动的实现创造条件。当列车处于牵引工况时，列车牵引电机处于电能消耗状态，从牵引网吸收电能；而当列车下坡或进站时，列车则处于制动状态，此时会产生与列车运行方向相反的力来消耗列车动能从而达到减速的效果，此时列车牵引电机处于发电状态并向牵引网反送电能。随着铁路列车单机功率越来越大和运行密度的逐步提高，列车牵引电机所产生的再生制动能量也越来越大。由于铁路牵引供电系统采用单相27.5kV/50Hz交流供电，牵引供电系统为保持三相电网平衡采用换相分段供电，这样也就使得列车在再生制动时产生的返送电能难以被其它列车吸收，大部分列车再生制动电能将会以“垃圾电”的形式反送到大电网。这不仅不会对铁路自身产生经济效益，而且还会污染电网。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于铁路牵引网的能量利用系统，所述系统包括：功率通融装置，其用于与分处两个不同区段的牵引网连接，实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；能量调度管理装置，其与所述功率通融装置连接，用于获取所述两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据所述功率转移指令控制所述功率通融装置的运行状态。根据本专利技术的一个实施例，所述功率通融装置包括：用于实现直流-交流转换或交流-直流转换的第一变流器和第二变流器，所述第一变流器与第二变流器连接；第一连接变压器或第一电抗器，所述第一变流器的交流侧通过所述第一连接变压器或第一电抗器与第一区段的牵引网连接；第二连接变压器或第二电抗器，所述第二变流器的交流测通过所述第二连接变压器或第二电抗器与第二区段的牵引网连接。根据本专利技术的一个实施例，所述第一变流器与第二变流器共用直流侧电容，形成背靠背结构。根据本专利技术的一个实施例，如果第一变电所和第二变电所的实时功率表征第一区段和第二区段的列车负荷均处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为控制所述功率通融装置不进行功率转移。根据本专利技术的一个实施例，如果第一变电所的实时功率表征第一区段的列车负荷处于制动工况，而第二变电所的实时功率表征第二区段的列车负荷处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为生成功率转移指令，并通过所述功率转移指令控制所述功率通融装置将第一变电的牵引网所的制动功率转移至所述第二变电所的牵引网。根据本专利技术的一个实施例，在控制所述功率通融装置将第一变电所的牵引网的制动功率转移至所述第二变电所的牵引网的过程中，所述能量调度管理装置配置为：根据所述第一实时功率和第二实时功率生成转移功率；根据所述转移功率生成所述功率转移指令。根据本专利技术的一个实施例，如果第一变电所的实时制动功率绝对值小于所述第二变电所的实时牵引功率，所述能量调度管理装置则配置为将所述第一变电所的实时制动功率设定为转移功率；如果第一变电所的实时制动功率绝对值大于所述第二变电所的实时牵引功率，所述能量调度管理装置则配置为将所述第二变电所的实时牵引功率设定为转移功率。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：储能装置，其与所述功率通融装置连接。根据本专利技术的一个实施例，如果所述第一变电所与第二变电所的实时总功率处于反送工况，所述能量调度管理装置配置为将所述第一变电所和第二变电所的反送能量传输至所述储能装置，以由所述储能装置进行存储。根据本专利技术的一个实施例，如果如果第一变电所和第二变电所的实时功率表征第一区段和第二区段的列车负荷均处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为进一步判断第一变电所或第二变电所是否超过其额定峰值功率，如果超过，则控制所述功率通融装置进行功率转移，实现轻载侧功率向重载侧转移，减小其峰值功率。本专利技术所提供的用于铁路牵引网的能量利用系统能够通过不同区段的牵引变电所之间的功率通融，从而实现了铁路牵引网再生制动能量的有效利用，提高了再生制动能量的利用率。同时，通过不同牵引变电所之间的能量通融，该能量利用系统还可以实现不同牵引变电所削峰填谷，并且还能够降低牵引变电所的最大峰值功率，从而节省最大需量电费。此外，本系统在装配时可以直接并联在分区所，其并不会影响列车的正常运行，并且不易受到外界影响，即使系统本身出现故障退出运行时也不会影响铁路正常运行。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的用于铁路牵引网的能量利用系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的功率通融装置的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的能量调度管理装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。针对现有技术中所存在的问题，本专利技术提供了一种新的用于铁路牵引网的能量利用系统，该系统能够实现将列车牵引电机所产生的再生制动能量在铁路供电系统内部利用，不仅能够有效降低铁路运营成本，还能够减少对电网的污染。图1示出了本实施例所提供的用于铁路牵引网的能量利用系统的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的铁路牵引网的能量利用系统优选地包括：功率通融装置101、能量调度管理装置102。其中，功率通融装置101用于与分处两个不同区段的牵引网连接，用于在两个不同区段的牵引网之间进行功率转移。而能量调度装置102则与功率通融装置101连接，其用于根据所获取到的两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据功率转移指令控制功率通融装置101的运行状态。具体地，如图1所示，本实施例中，第一区段和第二区段通过分区所分段，第一区段所对应的牵引变电所A和第二区段所对应的牵引变电所B与功率通融装置101连接。功率通融装置101作为第一变电所A与第二变电所B之间的能量转移桥梁，实现两个牵引变电所之间的功率通融。具体地，如图2所示，本实施例中，功率通融装置101优选地包括：第一变流器201、第二变流器202、第一连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁路牵引网的能量利用系统，其特征在于，所述系统包括：/n功率通融装置，其用于与分处两个不同区段的牵引网连接，实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；/n能量调度管理装置，其与所述功率通融装置连接，用于获取所述两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据所述功率转移指令控制所述功率通融装置的运行状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路牵引网的能量利用系统，其特征在于，所述系统包括：
功率通融装置，其用于与分处两个不同区段的牵引网连接，实现两个不同区段牵引网之间进行功率转移；
能量调度管理装置，其与所述功率通融装置连接，用于获取所述两个不同区段所对应的牵引变电所的实时功率生成功率转移指令，并根据所述功率转移指令控制所述功率通融装置的运行状态。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率通融装置包括：
用于实现直流-交流转换或交流-直流转换的第一变流器和第二变流器，所述第一变流器与第二变流器连接；
第一连接变压器或第一电抗器，所述第一变流器的交流侧通过所述第一连接变压器或第一电抗器与第一区段的牵引网连接；
第二连接变压器或第二电抗器，所述第二变流器的交流测通过所述第二连接变压器或第二电抗器与第二区段的牵引网连接。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一变流器与第二变流器共用直流侧电容，形成背靠背结构。


4.如权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，如果第一变电所和第二变电所的实时功率表征第一区段和第二区段的列车负荷均处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为控制所述功率通融装置不进行功率转移。


5.如权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，如果第一变电所的实时功率表征第一区段的列车负荷处于制动工况，而第二变电所的实时功率表征第二区段的列车负荷处于牵引工况，所述能量调度管理装置配置为生成功率转移指令，并通过所述功率转移指令控制所述功率通融装置将第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周方圆，仇乐兵，吕顺凯，周靖，成正林，马振宇，刘正雄，肖宇翔，田哲，田华贵，何成昭，孙茂，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43