[实用新型]一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统

说明书

本实用新型公开了一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统，包括贯通式的牵引供电系统、三相降压变压器、全变换三相整流‑直流‑单相逆变变换器、单相降压变压器和新能源发电系统；三相降压变压器的一次侧连接至三相电网，单相降压变压器输出端跨接于牵引供电系统中供电臂与钢轨之间，所述新能源发电系统并行接于单相降压变压器的输出端。本实用新型有利于新能源就近消纳，能够有效回收再生制动部分的能量，既避免了相关电能质量问题还可带来额外的经济收入；通过对牵引负荷进行削峰可减少牵引侧的基本电费。

技术领域

本实用新型属于电气化铁路技术领域，尤其涉及一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统。

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，贯通式牵引供电系统受到了广泛的关注，利用三相-单相交直交变换器替代传统牵引变压器，各牵引变电站间相互支撑，可有效解决现有牵引供电系统存在的电能质量及过分相等问题，能够实现能量的双向流动，同时可友好接纳其它新型能源。又因铁路系统作为电力系统的大工业用户，其年用电量可达400亿千瓦时，其中50％以上主要消耗在牵引供电系统，因此，将新能源接入贯通式牵引供电系统不仅有利于新能源的就近消纳，同时可促进铁路系统的绿色发展。

考虑到目前我国铁路主要实行两部制电价，基本电费与牵引负荷峰值间接相关，通过对接入的新能源进行协调控制，还可达到负荷削峰进而为牵引侧带来经济效益的目的。另一方面，交直交型电力机车在制动过程中会产生大量的再生制动电能，这部分反馈电能目前的处理方式主要是供同一供电臂下其它机车使用，而未消耗完的电能将直接反送回电网作为垃圾电处理，这样并不会为牵引侧带来额外的经济收益，同时还会引起一系列电能质量问题。因此可考虑增加储能装置，起到回收利用再生制动电能的作用。

现已有相关研究针对新能源接入铁路系统进行了初步探索，现有研究主要集中于光伏接入传统牵引供电系统的接入形式及其控制策略进行讨论，分析过程中未考虑利用新能源及储能装置对牵引负荷削峰及回收利用再生制动电能，同时尚未见新能源接入贯通式牵引供电系统的相关研究。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统，能够适用于贯通式牵引供电系统，在实现并网的同时不影响原有牵引供电系统的正常运行；有利于新能源就近消纳及铁路系统的绿色发展，能够有效回收再生制动部分的能量，既避免了相关电能质量问题还可带来额外的经济收入；通过对牵引负荷进行削峰可减少牵引侧的基本电费。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种用于贯通式牵引供电的新能源供应系统，包括贯通式的牵引供电系统、三相降压变压器、全变换三相整流-直流-单相逆变变换器、单相降压变压器和新能源发电系统；

所述三相降压变压器的一次侧连接至三相电网，所述全变换三相整流-直流-单相逆变变换器的输入端与三相降压变压器二次侧相连，所述全变换三相整流-直流-单相逆变变换器的输出端与单相降压变压器的输入端相连，所述单相降压变压器输出端跨接于牵引供电系统中供电臂与钢轨之间，所述新能源发电系统并行接于单相降压变压器的输出端。

进一步的是，在所述在三相降压变压器的一次侧和新能源发电系统的输出端分别设置有双向多功能四象限电度表，用于计量新能源发电装置总的发电量、向三相电网的反送电量和向牵引负荷提供的电能。

进一步的是，所述新能源发电系统包括新能源发电装置、整流装置、直流支撑电容、三相-单相PWM变流器、升压变压器、储能装置、能量转换装置和协调控制单元，所述新能源发电装置输出端与整流装置输入端相连，所述储能装置连接能量转换装置的输入端，所述能量转换装置直流输出端与整流装置输出端共同连接于公用直流支撑电容，所述支撑电容经三相-单相PWM变流器与升压变压器相连；所述协调控制单元通过控制总线与新能源发电装置、整流装置、三相-单相PWM变流器和能量转换装置控制侧相连，实时监测并调控各部分运行状态及动态输出。