本发明专利技术提供了一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统及控制方法，涉及牵引供电系统电路设计领域。牵引网OCS由相邻两牵引变电所TSa和牵引变电所TSb实施双边供电，在牵引变电所TSa和牵引变电所TSb之间的分区所设置穿越功率利用装置SES和中央控制器CC，中央控制器CC实时获取牵引变电所TSa和牵引变电所TSb牵引母线电压和牵引馈线电流量信息，控制穿越功率利用装置SES对双边供电牵引网OCS穿越功率进行利用，使返回电网的穿越功率达到预设要求。本发明专利技术不改变电网对铁路供电结构情况下，对牵引网穿越功率加以利用，消除穿越功率计量带来的负面影响，使双边供电的优点得到充分发挥。挥。挥。
【技术实现步骤摘要】
一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及牵引供电系统电路设计领域，特别涉及一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统及控制方法。
技术介绍
[0002]电气化铁路电分相是整个牵引供电系统中的薄弱环节，电分相的中性段形成无电区，造成供电中断，虽然中性段无电区一般只有几十米，但列车控制自动过分相的断电距离却达500米以上，严重制约列车良好运行，甚至上坡时造成列车坡停事故。电气化铁路双边供电可取消分区所处的电分相，消除此处无电区，保证列车的不间断供电，同时消除过分相隐患。双边供电具有供电可靠性高、网压水平好、供电能力大、功率损失小等优点。
[0003]通常情况下，双边供电牵引网与电网形成并联结构，当牵引网空载时，牵引网中有功率（电流）流过，对应的这个功率称为穿越功率（对应的电流称为均衡电流），此时，穿越功率从一侧的牵引变电所流入，从另一侧的牵引变电所流出，即穿越功率从电网流入牵引网的牵引变电所处于负荷（用电）状态，穿越功率从牵引网流入电网的牵引变电所处于发电状态。正因为双边供电改变了电网结构，实施双边供电首先要解决一些关键技术问题，主要是两个方面：一是电网和牵引网的继电保护问题，其中电网只要配备输电线路保护、牵引网配备分段保护等就能完备就解决，二是穿越功率的计量问题，如果穿越功率返回电网时返送反计，即按照发电对待，则用户没有经济损失，如果穿越功率返回电网时返送不计或正计，则造成用户经济损失，在这种情况下，就需要研究双边供电如何减少穿越功率，或者如何利用穿越功率，在正常发挥双边供电优势的同时，减少经济损失，提高用电效益。
[0004]目前，人们提出了一些减少穿越功率的方法。其一，通过对牵引变电所的牵引变压器次边串接电抗器降低均衡电流，如中国专利1《一种电气化铁路双边供电系统》（授权号：CN103552488B），其不足在于，所需的电抗器较大，需要调整列车的功率因数为超前。其二，通过调节双边供电相邻两牵引变电所输出电压，降低两者电压差，从而达到降低均衡电流的目的，如，中国专利2《一种电气化铁路双边供电方法》（授权号：CN110126682B）提出在牵引变电所增设电压补偿装置，利用晶闸管27级档位调节，实现电压相位补偿，减小双边供电的两牵引变电所输出电压差，中国专利3《一种用于柔性贯通双边供电系统的可调牵引变压器及穿越功率利用方法》（公布号：CN113077979A）通过调节可调变压器高、低压分接头使相邻两牵引变电所空载母线电压幅值差与相位差趋于零。该方法的难度在于变电所电压的实时调节，其效果直接影响穿越功率的控制效果。另一种称之为“准双边”供电的实现方法是：相邻两牵引变电同一供电区间的两供电臂（第一供电臂和第二供电臂）不直接连通，通过在两供电臂末端跨接功率交换装置（单相背靠背变流器），实现两供电臂之间功率传输，从而达到双边供电，如中国专利4《一种列车供电网络及其准双边供电的牵引供电系统》（公布号：CN111267675A）。显然，这种供电方式并非传统意义的双边供电，不能取消分区所处的电分相，且功率交换装置的功率应按线路列车通行能力来配置，造价昂贵。另外，功率交换装置无过载能力，可靠性差，往往通过容量冗余来间接提高过载能力。因此，这种“准双边”供
电系统失去了双边供电的天然优势。中国专利5（公布号：CN111361463A）公开了交流牵引网柔性双边供电潮流控制系统，采用了与中国专利4相同的技术手段，不同之处在于，还在第一供电臂和第二供电臂末端跨接了另外一套阀组，与功率交换装置形成并联。当列车通过两供电臂交界处时，通过阀组抑制电弧产生。可见，减少或消除双边供电的穿越功率尚未有效的解决方案。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术的一方面在于提出一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统，通过设置于分区所的穿越功率利用装置SES和中央控制器CC，对双边供电牵引网OCS穿越功率进行利用，从而使得返回电网的穿越功率满足预设要求。本专利技术通过以下技术手段实现：包括牵引网OCS、向牵引网OCS提供双边供电的牵引变电所TSa和牵引变电所TSb以及牵引变电所TSa和牵引变电所TSb之间的分区所，还包括设置于分区所的穿越功率利用装置SES和中央控制器CC；在牵引变电所TSa设置牵引母线电压互感器PTa、牵引母线进线电流互感器CTaa和牵引馈线电流互感器CTa以及在牵引变电所TSb设置牵引母线电压互感器PTb、牵引母线进线电流互感器CTbb和牵引馈线电流互感器CTb；中央控制器CC实时获取牵引变电所TSa、牵引变电所TSb的牵引母线和牵引馈线电量信息，控制穿越功率利用装置SES对双边供电牵引网OCS的穿越功率进行利用，使返回电网的穿越功率达到预设要求。
[0006]进一步地，所述穿越功率利用装置SES包括上网装置和储能装置ESD；所述上网装置包括上网线L1、上网线L2和上网母线LB；上网母线LB经上网线L1、上网线L2分别与分区所内的分段器CSP两侧相连；所述储能装置ESD与上网装置的上网母线LB相连。
[0007]进一步地，所述牵引变电所TSa、牵引变电所TSb均采用同相供电，牵引变电所TSa、牵引变电所TSb的左右供电臂分别通过分段器CSP连接。
[0008]进一步地，所述中央控制器CC测控端经光纤对与储能装置ESD相连；设置于牵引变电所TSa的牵引母线电压互感器PTa、牵引母线进线电流互感器CTaa、牵引馈线电流互感器CTa的测量端以及设置于牵引变电所TSb的牵引母线电压互感器PTb、牵引母线进线电流互感器CTbb、牵引馈线电流互感器CTb的测量端均通过光纤对与中央控制器CC输入端相连。
[0009]本专利技术的另一方面在于提供一种基于上述分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统的控制方法，包括：检测牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的电量信息；根据牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的电量信息，计算得到牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的功率信息，其中，由牵引变电所TSa或牵引变电所TSb流向牵引网OCS的功率为正，由牵引网OCS流向牵引变电所TSa或牵引变电所TSb的功率为负；根据所述功率信息，中央控制器CC控制穿越功率利用装置SES对双边供电牵引网OCS穿越功率进行利用，使得返回电网的穿越功率满足预设要求。
[0010]进一步地，所述方法包括：中央控制器CC分别检测牵引变电所TSa的牵引母线电压Ua、牵引母线电流Ia以及牵引网馈线电流Ica和牵引变电所TSb的牵引母线电压Ub、牵引母线电流Ib以及牵引网馈线
电流Icb；根据牵引母线电压Ua电压和牵引网馈线电流Ica计算得到牵引变电所TSa向牵引网提供的有功功率Pca和无功功率Qca，根据牵引母线电压Ub电压和牵引网馈线电流Icb计算得到牵引变电所TSb向牵引网提供的有功功率Pcb和无功功率Qcb，根据牵引母线电压Ua电压和牵引母线电流Ia计算得到牵引变电所TSa的总有功功率Pa和总无功功率Qa，根据牵引母线电压Ub电压和牵引母线电流Ib计算得到牵引变电所TSb的总有功功率Pb和总无功功率Qb，根据牵引变本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统，包括牵引网OCS、向牵引网OCS提供双边供电的牵引变电所TSa和牵引变电所TSb以及牵引变电所TSa和牵引变电所TSb之间的分区所，其特征在于：还包括设置于分区所的穿越功率利用装置SES和中央控制器CC；在牵引变电所TSa设置牵引母线电压互感器PTa、牵引母线进线电流互感器CTaa和牵引馈线电流互感器CTa以及在牵引变电所TSb设置牵引母线电压互感器PTb、牵引母线进线电流互感器CTbb和牵引馈线电流互感器CTb；中央控制器CC实时获取牵引变电所TSa、牵引变电所TSb的牵引母线和牵引馈线电量信息，控制穿越功率利用装置SES对双边供电牵引网OCS的穿越功率进行利用，使返回电网的穿越功率达到预设要求。2.根据权利要求1所述的一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统，其特征在于：所述穿越功率利用装置SES包括上网装置和储能装置ESD；所述上网装置包括上网线L1、上网线L2和上网母线LB；上网母线LB经上网线L1、上网线L2分别与分区所内的分段器CSP两侧相连；所述储能装置ESD与上网装置的上网母线LB相连。3.根据权利要求1所述的一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统，其特征在于：所述牵引变电所TSa、牵引变电所TSb均采用同相供电，牵引变电所TSa、牵引变电所TSb的左右供电臂分别通过分段器CSP连接。4.根据权利要求1所述的一种分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统，其特征在于：所述中央控制器CC测控端经光纤对与储能装置ESD相连；设置于牵引变电所TSa的牵引母线电压互感器PTa、牵引母线进线电流互感器CTaa、牵引馈线电流互感器CTa的测量端以及设置于牵引变电所TSb的牵引母线电压互感器PTb、牵引母线进线电流互感器CTbb、牵引馈线电流互感器CTb的测量端均通过光纤对与中央控制器CC输入端相连。5.一种基于权利要求1—4任意一项所述的分区所双边供电牵引网穿越功率利用系统的控制方法，其特征在于：检测牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的电量信息；根据牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的电量信息，计算得到牵引变电所TSa和牵引变电所TSb的功率信息，其中，由牵引变电所TSa或牵引变电所TSb流向牵引网OCS的功率为正，由牵引网OCS流向牵引变电所TSa或牵引变电所TSb的功率为负；根据所述功率信息，中央控制器CC控制穿越功率利用装置SES对双边供电牵引网OCS穿越功率进行利用，使得返回电网的穿越功率满足预设要求。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括：中央控制器CC分别检测牵引变电所TSa的牵引母线电压Ua、牵引母线电流Ia以及牵引网馈线电流Ica和牵引变电所TSb的牵引母线电压Ub、牵引母线电流Ib以及牵引网馈线电流Icb；根据牵引母线电压Ua电压和牵引网馈线电流Ica计算得到牵引变电所TSa向牵引网提供的有功功率Pca和无功功率Qca，根据牵引母线电压Ub电压和牵引网馈线电流Icb计算得到牵引变电所TSb向牵引网提供的有功功率Pcb...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄小红，李群湛，杨乃琪，彭友，任桃，王翰林，李昊阳，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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