一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法，所述长距离贯通柔性牵引供电系统包括多组供电子系统，多组所述供电子系统间为电分相连接，每组多数供电子系统包括三相电网、多个牵引变电所、多个断路器和牵引网，多个所述牵引变电所的输出端和多个所述断路器的输入端一一对应连接，且多个所述牵引变电所的输入端与所述三相电网连接，所述断路器的输出端连接所述牵引网，所述牵引网用于给列车供电。本发明专利技术所提供的长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法，能够实现牵引网长距离通电的同时使得牵引变电所供电区域内的牵引网电压保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法
本专利技术涉及牵引供电
，具体涉及一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法。
技术介绍
目前，世界上诸多国家的既有电气化铁路牵引供电系统基本均采取三相-两相(异相)供电模式。变电所经牵引变压器从三相电网取电降压后分两供电臂输出，为牵引网供电。由于供电臂电压相位、幅值和频率难以完全一致，因此各供电臂间需设置电分相。随着近年来高速、重载铁路的发展，如下问题将更加突出：(1)电能质量问题：铁路既有牵引供电系统的单相负荷反映至三相电网会产生负序电流，造成三相电压不平衡，高速重载列车牵引功率的增大，使负序问题愈发突出，同时，还还会造成无功和谐波等问题。(2)过电分相问题：既有牵引供电系统中必然存在电分相，而电分相装置结构复杂、可靠性低，是牵引供电系统的薄弱环节与事故多发点。(3)供电能力问题：由于在既有牵引供电系统中，牵引网设置有电分相装置，使得紧急情况下牵引变电所间难以实现相互支援，因而目前每个既有牵引变电所的牵引变压器均需设置一主一备，牵引变电所配置的容量难以得到充分利用，使其供电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，所述长距离贯通柔性牵引供电系统包括多组供电子系统，多组所述供电子系统间为电分相连接，每组所述供电子系统包括三相电网、多个牵引变电所、多个断路器和牵引网，多个所述牵引变电所的输出端和多个所述断路器的输入端一一对应连接，且多个所述牵引变电所的输入端与所述三相电网连接，所述断路器的输出端连接所述牵引网，所述牵引网用于给列车供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，所述长距离贯通柔性牵引供电系统包括多组供电子系统，多组所述供电子系统间为电分相连接，每组所述供电子系统包括三相电网、多个牵引变电所、多个断路器和牵引网，多个所述牵引变电所的输出端和多个所述断路器的输入端一一对应连接，且多个所述牵引变电所的输入端与所述三相电网连接，所述断路器的输出端连接所述牵引网，所述牵引网用于给列车供电。


2.根据权利要求1所述的长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，多个所述牵引变电所包括电磁式牵引变电所和位于所述电磁式牵引变电所两侧的电子式牵引变电所，所述电磁式牵引变电所包括三相-单相电磁式变压器，所述电子式牵引变电所包括A组单相-单相变换器、B组单相-单相变换器和C组单相-单相变换器，所述A组单相-单相变换器与所述三相电网的A相电连接，所述B组单相-单相变换器与所述三相电网的B相电连接，所述C组单相-单相变换器与所述三相电网的C相电连接，所述A组单相-单相变换器、所述B组单相-单相变换器和所述C组单相-单相变换器的输出端通过多个所述断路器与所述牵引网连接。


3.根据权利要求2所述的长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，多个所述断路器包括与所述三相-单相电磁式变压器连接的断路器K2；
所述三相-单相电磁式变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组通过三相电线与所述三相电网连接，所述副边绕组与所述断路器连接。


4.根据权利要求2所述的长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，多个所述断路器包括分别与两个所述单相-单相变换器连接的断路器K1和断路器K3；
所述A组单相-单相变换器均包括多个单相-单相变换器，多个所述单相-单相变换器至少包括第一变换器、中间变换器和最终变换器，且每个所述单相-单相变换器包括依次连接的输入滤波电路、单相整流电路、直流电容电路、单相逆变电路和输出滤波电路，所述第一变换器的输入滤波电路连接所述三相电网，所述第一变换器的输出滤波电路连接所述中间变换器的输入滤波电路，所述中间变换器的输出滤波电路连接所述最终变换器的输入滤波电路，所述最终变换器的输出滤波电路作为所述A组单相-单相变换器的输出端与所述断路器K1和/或所述断路器K3连接；
所述B组单相-单相变换器和/或所述C组单相-单相变换器的结构与所述A组单相-单相变换器相同。


5.根据权利要求4所述的长距离贯通柔性牵引供电系统，其特征在于，所述输入滤波电路包括电感Lz，所述电感Lz一端作为所述单相-单相变换器的输入端，其另一端与所述单相整流电路连接；
所述单相整流电路包括绝缘栅双极晶体管S11～S14，以及绝缘栅双极晶体管S21～S24，所述绝缘栅双极晶体管S11的集电极和所述绝缘栅双极晶体管S21的集电极共同作为所述单相整流电路的第一输出端，所述绝缘栅双极晶体管S11的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S12的集电极同时与二极管D1的负极连接，所述绝缘栅双极晶体管S12的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S13的集电极同时作为所述单相整流电路的第一输入端，并与所述输入滤波电路的电感Lz连接，所述绝缘栅双极晶体管S13的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S14的集电极同时与二极管D2的正极连接，所述绝缘栅双极晶体管S14的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S24发射极共同作为所述单相整流电路的第二输出端；
所述绝缘栅双极晶体管S21的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S22的集电极同时与二极管D3的负极连接，所述绝缘栅双极晶体管S22的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S23的集电极同时作为所述单相整流电路的第二输入端，并与所述输入滤波电路的连接线连接，所述绝缘栅双极晶体管S23的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S24的集电极同时与二极管D4的正极连接，所述二极管D1的正极、二极管D2的负极、二极管D3的正极和二极管D4的负极共同作为单相整流电路的第三输出端；
所述直流电容包括电容Cd1和电容Cd2，所述电容Cd1一端与所述单相整流电路的第一输出端连接，所述电容Cd2一端与所述单相整流电路的第二个输出端连接，所述电容Cd1的另一端和电容Cd2另一端均与单相整流电路的第三个输出端连接；
所述单相逆变电路包括绝缘栅双极晶体管S31～S34以及绝缘栅双极晶体管S41～S44，所述绝缘栅双极晶体管S31的集电极和所述绝缘栅双极晶体管S41的集电极共同作为所述单相逆变电路的第一输入端，并同时与所述单相整流电路的第一输出端和所述电容Cd1的一端连接，所述绝缘栅双极晶体管S31的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S32集电极同时与二极管D5的负极连接，所述绝缘栅双极晶体管S32的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S33的集电极同时作为所述单相逆变电路的第一输出端，并与所述输出滤波电路的电容Cn的一端连接，所述电容Cn的另一端与所述输出滤波电路的电感Ln连接，所述绝缘栅双极晶体管S33的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S34的集电极同时与二极管D6的正极连接，所述绝缘栅双极晶体管S34的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S44的发射极共同作为所述单相逆变电路的第二输入端，并同时与所述单相整流电路的第二输出端和所述电容Cd2的一端连接；
所述绝缘栅双极晶体管S41的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S42的集电极同时与二极管D7的负极连接，所述绝缘栅双极晶体管S42的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S43的集电极同时作为所述单相逆变电路的第二输出端，并与所述输出滤波电路的电感Ln连接，所述绝缘栅双极晶体管S43的发射极和所述绝缘栅双极晶体管S44的集电极同时与二极管D8的正极连接，所述二极管D5的正极、二极管D6的负极、二极管D7的正极和二极管D8的负极共同作为所述单相逆变电路的第三输入端，并与单相整流电路的第三输出端连接。


6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述的长距离贯通柔性牵引供电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓琼，曾理，杨爽，韩鹏程，高仕斌，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