一种牵引供电系统电能质量综合治理装置及方法制造方法及图纸

本申请中一个或多个实施例提供一种牵引供电系统电能质量综合治理装置及方法，包括：功率融通模块和至少两个高通滤波模块均连接于接触网，储能模块连接于功率融通模块；功率融通模块，包括：至少两个降压变压器和至少两个功率单元，至少两个功率单元相互并联，其中一个功率单元连接第一降压变压器的副边，第一降压变压器的原边通过接触网与第一供电臂连接，另一个功率单元连接第二降压变压器的副边，第二降压变压器的原边通过接触网与第二供电臂连接；储能模块，包括：至少一个控制储能单元和至少一个储能支路，至少一个储能支路与至少一个控制储能单元并联。本申请能够进行功率融通、储存能量并对全谐波进行滤波。储存能量并对全谐波进行滤波。储存能量并对全谐波进行滤波。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引供电系统电能质量综合治理装置及方法


[0001]本申请中一个或多个实施例涉及电能治理
，尤其涉及一种牵引供电系统电能质量综合治理装置及方法。

技术介绍

[0002]随着大功率交直交电力机车的发展，对牵引供电系统的供电质量及容量需求日益增大，同时由于交流机车的引入，虽然功率因数得以改善，但是也使得牵引供电网引入了大量的高次谐波，现有技术中的牵引供电系统存在车网谐振且供电容量不足的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请中一个或多个实施例的目的在于提出一种牵引供电系统电能质量综合治理装置及方法，以解决现有技术存在车网谐振且供电容量不足的问题。
[0004]基于上述目的，本申请中一个或多个实施例提供了一种牵引供电系统电能质量综合治理装置，包括：
[0005]功率融通模块、储能模块和至少两个高通滤波模块；
[0006]所述功率融通模块和至少两个高通滤波模块均连接于接触网，所述储能模块连接于所述功率融通模块；
[0007]所述功率融通模块，包括：至少两个降压变压器和至少两个功率单元，所述至少两个功率单元相互并联，其中一个所述功率单元连接第一降压变压器的副边，所述第一降压变压器的原边通过所述接触网与第一供电臂连接，另一个所述功率单元连接第二降压变压器的副边，所述第二降压变压器的原边通过所述接触网与第二供电臂连接；
[0008]所述储能模块，包括：至少一个控制储能单元和至少一个储能支路，所述至少一个储能支路与所述至少一个控制储能单元并联。
[0009]可选的，所述功率融通模块，所述功率融通模块，还包括：至少一个充电电路，所述至少一个充电电路与其中一个所述功率单元并联。
[0010]可选的，所述充电电路，包括：第一接触器、第二接触器和充电电阻器，所述充电电阻器与所述第二接触器串联后与所述第一接触器并联，所述第二接触器闭合以形成所述充电电路；充电结束后，所述第一接触器闭合，完成充电过程。
[0011]可选的，所述功率融通模块，还包括：若干个电流互感器和若干个避雷器，各个所述降压变压器的原边均与至少一个所述电流互感器和至少一个所述避雷器串联以得到保护支路，所述保护支路通过检测供电线路的电流并抑制所述供电线路的过电压以保护所述供电线路。
[0012]可选的，所述功率融通模块，还包括：至少一个功率电容器，所述至少一个功率电容器与任意一个所述功率单元并联组成有源滤波器，所述有源滤波器用于滤除所述供电线路中的低次谐波。
[0013]可选的，所述储能支路，包括：第一电抗器、第二电抗器和第一储能元件；所述第一
电抗器与所述第二电抗器并联后与所述第一储能元件串联以得到所述储能支路，所述储能支路用于储存所述供电线路中的再生制动能量。
[0014]可选的，当所述第一供电臂和第二供电臂的牵引能量超过预设能量值时，所述储能模块通过所述储能支路的导通释放存储于所述储能支路中的所述再生制动能量。
[0015]可选的，任意一个所述高通滤波模块，包括：滤波电抗器、滤波电容器、滤波电阻器和滤波电流互感器；所述滤波电抗器和所述滤波电阻器并联后与所述滤波电容器串联以得到高通滤波器，所述高通滤波器通过所述滤波电流互感器与所述接触网连接。
[0016]可选的，还包括：控制保护模块，所述控制保护模块与所述功率融通模块和储能模块连接，所述控制保护模块采集所述牵引供电系统的故障保护信息，并控制所述功率融通模块转移所述牵引供电系统中的所述再生制动能量以平衡所述牵引供电系统；所述控制保护模块采集所述牵引供电系统的电能质量参数，并控制所述功率融通模块和储能模块通过谐波分解以治理所述牵引供电系统的电能质量。
[0017]基于同一专利技术构思，本申请中一个或多个实施例还提出了一种牵引供电系统电能质量综合治理方法，包括：
[0018]获取第一供电臂的第一实时功率和第二供电臂的第二实时功率；
[0019]判断所述第一实时功率和第二实时功率的关系，若所述第一实时功率大于所述第二实时功率，则通过功率融通模块的导通，将所述牵引供电系统中的再生制动能量转移至所述第二供电臂；
[0020]通过高通滤波模块将所述牵引供电系统中50次以上的高次谐波滤除；
[0021]通过储能模块将所述牵引供电系统中的所述再生制动能量吸收储存；
[0022]利用所述功率融通模块、高通滤波模块和储能模块对所述牵引供电系统中的电能质量进行综合治理。
[0023]从上面所述可以看出，本申请中一个或多个实施例提供的一种牵引供电系统电能质量综合治理装置，包括：功率融通模块、储能模块和至少两个高通滤波模块；所述功率融通模块和至少两个高通滤波模块均连接于接触网，所述储能模块连接于所述功率融通模块，功率融通模块没有选择直挂级联方式，可靠性强且成本低，提高了电能质量；所述功率融通模块，包括：至少两个降压变压器和至少两个功率单元，所述至少两个功率单元相互并联，其中一个所述功率单元连接第一降压变压器的副边，所述第一降压变压器的原边通过所述接触网与第一供电臂连接，另一个所述功率单元连接第二降压变压器的副边，所述第二降压变压器的原边通过所述接触网与第二供电臂连接，通过各个所述功率单元的导通进行所述第一供电臂和第二供电臂的功率融通，采用多重化设计，每个功率单元之间相互独立，且通过接触网连接供电臂，相对于直挂级联式方式的连接，可靠性高，且实现两供电臂之间的功率融通，提高了牵引供电系统的利用率，提高了电能质量；所述储能模块，包括：至少一个控制储能单元和至少一个储能支路，所述至少一个储能支路与所述至少一个控制储能单元并联，设置储能模块可以有效地利用电力机车回馈的再生制动能量，在两供电臂之间实现能量转移，将能量储存在储能模块中提升经济效益；其中高通滤波模块可以实现牵引供电系统中的高次谐波滤除，功率融通模块可以实现牵引供电系统的低次谐波滤除，有效地解决了牵引网和电力机车的车网谐振问题。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请中一个或多个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申请中一个或多个实施例，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。
[0025]图1为本申请中一个或多个实施例中一种牵引供电系统电能质量综合治理装置的电气拓扑结构图；
[0026]图2为本申请中一个或多个实施例中功率融通模块的电气拓扑结构图；
[0027]图3为本申请中一个或多个实施例中储能模块的电气拓扑结构图；
[0028]图4为本申请中一个或多个实施例中电能质量治理原理图；
[0029]图5为本申请中一个或多个实施例中车网谐振抑制原理图；
[0030]图6为本申请中一个或多个实施例中无功补偿原理图；
[0031]图7为本申请中一个或多个实施例中控制保护模块与各模块连接结构图；
[0032]图8为本申请中一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牵引供电系统电能质量综合治理装置，其特征在于，包括：功率融通模块、储能模块和至少两个高通滤波模块；所述功率融通模块和至少两个高通滤波模块均连接于接触网，所述储能模块连接于所述功率融通模块；所述功率融通模块，包括：至少两个降压变压器和至少两个功率单元，所述至少两个功率单元相互并联，其中一个所述功率单元连接第一降压变压器的副边，所述第一降压变压器的原边通过所述接触网与第一供电臂连接，另一个所述功率单元连接第二降压变压器的副边，所述第二降压变压器的原边通过所述接触网与第二供电臂连接；所述储能模块，包括：至少一个控制储能单元和至少一个储能支路，所述至少一个储能支路与所述至少一个控制储能单元并联。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率融通模块，还包括：至少一个充电电路，所述至少一个充电电路与任意一个所述功率单元并联。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述充电电路，包括：第一接触器、第二接触器和充电电阻器，所述充电电阻器与所述第二接触器串联后与所述第一接触器并联，所述第二接触器闭合以形成所述充电电路；充电结束后，所述第一接触器闭合，完成充电过程。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率融通模块，还包括：若干个电流互感器和若干个避雷器，每个所述降压变压器的原边均与至少一个所述电流互感器和至少一个所述避雷器串联以得到保护支路，所述保护支路通过检测供电线路的电流并抑制所述供电线路的过电压以保护所述供电线路。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述功率融通模块，还包括：至少一个功率电容器，所述至少一个功率电容器与任意一个所述功率单元并联组成有源滤波器，所述有源滤波器用于滤除所述供电线路中的低次谐波。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述储能支路，包括：第一电抗器、第二电抗器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斐，邱文俊，黄迪，王婷，何亚屏，段焱辉，龙礼兰，吴明水，莫添珍，段艳利，李拥平，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：