[发明专利]电磁混合式高速铁路多站点电能质量协同补偿装置及方法有效

专利信息
申请号: 201210269775.X 申请日: 2012-07-31
公开(公告)号: CN102810870A 公开(公告)日: 2012-12-05
发明(设计)人: 袁佳歆;陈柏超;田翠华;蔡超;张晨萌;岳梦奎 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: H02J3/18 分类号: H02J3/18;H02J3/01
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 张火春
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 电磁 混合式 高速铁路 站点 电能 质量 协同 补偿 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种电磁混合式高速铁路多站点电能质量协同补偿装置,其特征在于,包括:

一台铁路功率调节器和三台磁控静止无功补偿装置,所述的铁路功率调节器通过两台单相降压变压器与V/V接线牵引变压器二次侧的两供电臂相连,所述的磁控静止无功补偿装置由多级磁阀式磁控电抗器和滤波电路并联构成,三台磁控静止无功补偿装置分别安装在三相V/V接线牵引变压器二次侧的三相相间。

2.一种采用权利要求1所述的装置的多站点电能质量协同补偿方法,其特征在于,包括步骤:

采用轮流换相方法给3N+i站牵引变电站中的3N站安装权利要求1所述的电能质量协同补偿装置,N为不小于1的自然数,i=0,1,2;

获取电力系统公共母线三相相间负载有功功率PL.X、PL.Y、PL.Z,且PL.X≤PL.Y≤PL.Z,PL.X、PL.Y、PL.Z分别为X、Y、Z相间负载的有功功率;

对X、Y、Z相间的不同负载情况,采取不同的补偿方法:

对3N个铁路功率调节器编号,设定连接Z和Y相间的铁路功率调节器编号为3m+1,连接Z和X相间的铁路功率调节器编号为3m+2,而连接Y和X相间的铁路功率调节器编号为3m+3,m=0,1,2,...,N-1;

首先,铁路功率调节器根据相间的不同负载情况采用不同的补偿方法:

负载情况(1):PL.Y-PL.X≤2NPRPC,且

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPRPC/3SZ.r3m+1=PRPC-jPRPC/3,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPRPC/3SZ.r3m+2=PRPC+jPRPC/3,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PL.Y-PL.X2-jPRPC/3SY.r3m+3=PL.Y-PL.X2+jPRPC/3;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(2):PL.Y-PL.X≤2NPRPC,且

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23NSZ.r3m+1=PRPC-jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23N,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23NSZ.r3m+2=PRPC+jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23N,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PL.Y-PL.X2-jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23NSY.r3m+3=PL.Y-PL.X2+jPL.Z-PL.Y-3NPRPC23N;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(3):2NPRPC<PL.Y-PL.X<PL.Z-PL.X2,]]>PRPCPL.Z6×N]]>

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPL.Z-PL.X-4NPRPC23NSZ.r3m+1=PRPC-jPL.Y-PL.X-4NPRPC23N,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPL.Z-2PL.Y+PL.X23NSZ.r3m+2=PRPC-jPL.Z-2PL.Y+PL.X23N,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPL.Z-PL.X-4NPRPC23NSY.r3m+3=PRPC+jPL.Z-PL.X-4NPRPC23N;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(4):2NPRPC<PL.Y-PL.X<PL.Z-PL.X2]]>PRPC<PL.Z6×N]]>

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPRPC3SZ.r3m+1=PRPC-jPRPC3,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPRPC3SZ.r3m+2=PRPC+jPRPC3,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPRPC3SY.r3m+3=PRPC+jPRPC3;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(5):PL.Z-PL.Y>2NPRPC

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPRPC3SZ.r3m+1=PRPC-jPRPC3,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPRPC3SZ.r3m+2=PRPC+jPRPC3,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPRPC3SY.r3m+3=PRPC+jPRPC3;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(6):PL.Z-PL.Y>2NPRPC,且

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PRPC+jPL.Z-PL.X-4NPRPC23NSZ.r3m+1=PRPC-jPL.Y-PL.X-2NPRPC23N,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC-jPL.Z-PL.X-4NPRPC23NSZ.r3m+2=PRPC-jPL.Y-PL.X-2NPRPC23N,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPL.Z-PL.X-4NPRPC23NSY.r3m+3=PRPC+jPL.Z-PL.X-4NPRPC23N;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(7):PL.Z-PL.Y≤2NPRC,且

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3i+1=-PL.Z-PL.Y2+jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23NSZ.r3m+1=PL.Z-PL.Y2-jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23N,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC+jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23NSZ.r3m+2=PRPC-jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23N,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23NSY.r3m+3=PRPC+jPL.Z+PL.Y-2PL.X2-3NPRPC23N;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

负载情况(8):PL.Z-PL.Y≤2NPRPC,且

该负载情况下,编号为3m+1的各铁路功率调节器的补偿方案为:SY.r3m+1=-PL.Z-PL.Y2+jPRPC3SZ.r3m+1=PL.Z-PL.Y2-jPRPC3,]]>编号为3m+2的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+2=-PRPC+jPRPC3SZ.r3m+2=PRPC-jPRPC3,]]>编号为3m+3的各铁路功率调节器的补偿方案为:SX.r3m+3=-PRPC-jPRPC3SY.r3m+3=PRPC+jPRPC3;]]>

其中,PRPC为铁路功率调节器最大可传递的有功功率,分别为编号为3m+1的铁路功率调节器对Y和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+2的铁路功率调节器对X和Z相间的补偿容量,分别为编号为3m+3的铁路功率调节器对X和Y相间的补偿容量,m=0,1,2,...,N-1;

然后,当负载情况为(1)、(4)、(5)、(8)时,上述电能质量协同补偿装置中的磁控静止无功补偿装置对铁路功率调节器补偿后所剩余的负载无功功率进行补偿;当为其他负载情况时候,磁控静止无功补偿装置不做补偿。

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