网络化牵引供电系统及源网车储协同供电方法技术方案

本发明专利技术涉及网络化牵引供电系统，利用该系统进行源网车储协同供电方法，包括如下步骤：获取各列车位置，并与牵引供电所供电位置范围进行比较，形成列车状态信息；获取储能装置剩余容量，并与储能装置的额定容量进行比较，形成储能状态信息；根据列车状态信息及储能状态信息，进行牵引供电所内能量协同，并获取在不同列车、储能状态下的整体状态信息及牵引供电所的可调度功率；获取相邻牵引供电所的列车状态信息及储能状态信息及可调度功率，与相邻牵引供电所匹配，若匹配成功，牵引供电所之间实现所间能量调度，若匹配不成功，牵引供电所不参与所间能量调度；本发明专利技术实现可再生能源就地消纳、降低牵引网损耗。降低牵引网损耗。降低牵引网损耗。

Networked traction power supply system and source network vehicle storage collaborative power supply method

【技术实现步骤摘要】
网络化牵引供电系统及源网车储协同供电方法


[0001]本专利技术属于牵引供电系统领域，尤其涉及网络化牵引供电系统及源网车储协同供电方法。

技术介绍

[0002]我国电气化铁路牵引供电系统取电自公用电网，经牵引变压器降压后送电至接触网，列车通过受电弓与接触线滑动接触集取电能。为降低三相
‑
单相不对称变换造成的负序影响，牵引变压器一般轮换相序接入电力系统，即不同牵引变压器供电的接触网采用了电力系统不同的相别，不同相接触网之间需设置电分相，导致牵引供电系统形成单元化供电格局，列车制动时再生的电能无法在系统内充分利用。我国现有牵引供电系统能源结构单一、能量利用率偏低，在“双碳”目标下，亟需在绿色低碳转型过程中推动科技创新。
[0003]现有研究在考虑新能源消纳和再生能利用的基础上，提出了网络化牵引供电系统拓扑结构，可实现相邻牵引供电所间功率融通、牵引供电所群对列车协同供电、新能源接入与电能存储。然而，如何有效协同源网车储多环节之间运行状态，保障网络化牵引供电系统经济、可靠地运行，仍是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：网络化牵引供电系统，包括牵引供电所，所述牵引供电所内设置协同管理系统、多个网络控制器、多个与网络控制器分别对应的端口变换器；所述协同管理系统用于与相邻牵引供电所共享整体状态信息、接收网络控制器发送的数据信息或向网络控制器发送工况指令；网络控制器用于接收端口变换器的状态信息同时发送驱动信号；端口变换器用于接收网络控制器的驱动信号，从而完成源网车储协同供电。
[0005]进一步的，所述网络控制器包括并网控制器、负载控制器、可再生能源控制器及储能控制器；所述负载控制器用于比较列车位置形成列车状态信息，所述储能控制器用于判断剩余容量形成储能状态信息。
[0006]进一步的，所述端口变换器包括并网变换器、DC
‑
AC变换器、Boost变换器、整流器、Buck
‑
Boost变换器，并网控制器与并网变换器通信连接，负载控制器与DC
‑
AC变换器通信连接，可再生能源控制器与Boost变换器或整流器通信连接，储能控制器与Buck
‑
Boost变换器或DC
‑
AC变换器通信连接。
[0007]应用上述的网络化牵引供电系统进行源网车储协同供电方法，包括如下步骤：获取各列车位置，并与牵引供电所供电位置范围进行比较，形成列车状态信息；获取储能装置剩余容量，并与储能装置的额定容量进行比较，形成储能状态信息；根据列车状态信息及储能状态信息，进行牵引供电所内能量协同，并获取在不同列车、储能状态下的整体状态信息及牵引供电所的可调度功率；
获取相邻牵引供电所的列车状态信息及储能状态信息及可调度功率，与相邻牵引供电所匹配，若匹配成功，牵引供电所之间实现所间能量调度，若匹配不成功，牵引供电所不参与所间能量调度。
[0008]进一步的，获取各列车位置，并与牵引供电所供电位置范围进行比较，形成列车状态信息的方法为：获取列车位置ln，并与牵引供电所供电位置范围[Ka,Ka+L]进行比较，若有Ka≤ln≤Ka+L，列车状态信息标记为
ꢀ“
有车”，否则列车状态标记为
ꢀ“
无车”。
[0009]进一步的，获取储能装置剩余容量，并与储能装置的额定容量进行比较，形成储能状态信息的方法为：获取储能装置剩余容量S
SOC
，并与储能装置的额定容量S
N
进行比较，根据储能装置剩余容量S
SOC
与储能装置的额定容量S
N
之间的数量关系，获得“亏容”、“满容”、“正常”三种储能状态。
[0010]进一步的，根据列车状态信息及储能状态信息，进行牵引供电所内能量协同，并获取在不同列车与储能状态下的牵引供电所的整体状态信息及可调度功率的方法为：当列车状态为无车、储能状态为亏容时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器以充电形式参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为P
SC
：当P
E
≤P
SC
时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞P
SC
时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
SC
；当列车状态为无车、储能状态为满容时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器以放电形式参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0：当P
E
=0时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞0时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
；当列车状态为无车、储能状态为正常时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器可双向参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为P
SC
：当P
E
≤P
SC
时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞P
SC
时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
SC
；当列车状态为有车、储能状态为亏容时，并网控制器参与能量协同，储能控制器以充电形式参与能量协同；其中，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为P
SC
，公共电网向牵引供电所供电时并网功率P
G
为正、牵引供电所负荷为牵引时功率P
L
为正：当P
E
‑
P
L
＞P
SC
时，并网功率P
G
＜0，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
L
‑
P
SC
；当0≤P
E
‑
P
L
≤P
SC
时，并网功率P
G
=0，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
‑
P
L
＜0时，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.网络化牵引供电系统，其特征在于，包括牵引供电所，所述牵引供电所内设置协同管理系统、多个网络控制器、多个与网络控制器分别对应的端口变换器；所述协同管理系统用于与相邻牵引供电所共享整体状态信息、接收网络控制器发送的数据信息或向网络控制器发送工况指令；网络控制器用于接收端口变换器的状态信息同时发送驱动信号；端口变换器用于接收网络控制器的驱动信号，从而完成源网车储协同供电；其中，所述网络控制器包括并网控制器、负载控制器、可再生能源控制器及储能控制器；所述负载控制器用于比较列车位置形成列车状态信息，所述储能控制器用于判断剩余容量形成储能状态信息；所述端口变换器包括并网变换器、DC
‑
AC变换器、Boost变换器、整流器、Buck
‑
Boost变换器，并网控制器与并网变换器通信连接，负载控制器与DC
‑
AC变换器通信连接，可再生能源控制器与Boost变换器或整流器通信连接，储能控制器与Buck
‑
Boost变换器或DC
‑
AC变换器通信连接。2.应用权利要求1所述的网络化牵引供电系统进行源网车储协同供电方法，其特征在于，包括如下步骤：获取各列车位置，并与牵引供电所供电位置范围进行比较，形成列车状态信息；获取储能装置剩余容量，并与储能装置的额定容量进行比较，形成储能状态信息；根据列车状态信息及储能状态信息，进行牵引供电所内能量协同，并获取在不同列车、储能状态下的整体状态信息及牵引供电所的可调度功率；获取相邻牵引供电所的列车状态信息及储能状态信息及可调度功率，与相邻牵引供电所匹配，若匹配成功，牵引供电所之间实现所间能量调度，若匹配不成功，牵引供电所不参与所间能量调度。3.根据权利要求2所述的进行源网车储协同供电方法，其特征在于：获取各列车位置，并与牵引供电所供电位置范围进行比较，形成列车状态信息的方法为：获取列车位置ln，并与牵引供电所供电范围[Ka,Ka+L]进行比较，若有Ka≤ln≤Ka+L，列车状态信息标记为
ꢀ“
有车”，否则列车状态标记为
ꢀ“
无车”。4.根据权利要求2所述的进行源网车储协同供电方法，其特征在于：获取储能装置剩余容量，并与储能装置的额定容量进行比较，形成储能状态信息的方法为：获取储能装置剩余容量S
SOC
，并与储能装置的额定容量S
N
进行比较，根据储能装置剩余容量S
SOC
与储能装置的额定容量S
N
之间的数量关系，获得“亏容”、“满容”、“正常”三种储能状态。5.根据权利要求2所述的进行源网车储协同供电方法，其特征在于：根据列车状态信息及储能状态信息，进行牵引供电所内能量协同，并获取在不同列车与储能状态下的牵引供电所的整体状态信息及可调度功率的方法为：当列车状态为无车、储能状态为亏容时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器以充电形式参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为
P
SC
：当P
E
≤P
SC
时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞P
SC
时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
SC
；当列车状态为无车、储能状态为满容时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器以放电形式参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0：当P
E
=0时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞0时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
；当列车状态为无车、储能状态为正常时，并网控制器不参与能量协同，储能控制器可双向参与能量协同；其中，牵引供电所负荷功率P
L
=0，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为P
SC
：当P
E
≤P
SC
时，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
＞P
SC
时，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
SC
；当列车状态为有车、储能状态为亏容时，并网控制器参与能量协同，储能控制器以充电形式参与能量协同；其中，可再生能源发电功率P
E
≥0，储能装置额定充电功率为P
SC
，公共电网向牵引供电所供电时并网功率P
G
为正、牵引供电所负荷为牵引时功率P
L
为正：当P
E
‑
P
L
＞P
SC
时，并网功率P
G
＜0，整体状态信息E
T
为“1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
L
‑
P
SC
；当0≤P
E
‑
P
L
≤P
SC
时，并网功率P
G
=0，整体状态信息E
T
为“0”，可调度功率P
T
=0；当P
E
‑
P
L
＜0时，并网功率P
G
＞0，整体状态信息E
T
为
“‑
1”，可调度功率P
T
=P
E
‑
P
L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚国旭，董志杰，魏建忠，李波，杨振龙，杨嘉琛，林晨，张宇，许永坚，郭晓旭，马志远，杜瑞建，邢晓乾，庄德举，刘聪，邵明，黄海浪，曲衍宁，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：