[实用新型]一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统

说明书

本实用新型公开一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统，包括光伏发电单元、风力发电单元、储能机车供电单元和牵引变压器，所述光伏发电单元、风力发电单元、储能机车供电单元汇集于交流母线或直流母线上，光伏发电单元与风力发电单元通过小电流共同为储能机车供电单元充电，交流母线通过牵引变压器为铁路网供电；直流母线上的电能通过储能变流器转变为交流电后汇集于交流母线上，然后通过牵引变压器为铁路网供电。上述结构的孤网电铁供电系统，完全独立于电网，实现了机车、厂用电及控制系统的电能供给，避免铺设220kV高压输电线路、建设众多牵引变电站及布置相关一二次设备，节省了每年的电费、工程建设成本、设备初始投资及后期运维成本。

技术领域

本实用新型涉及一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统，属于铁路网领域。

背景技术

目前电气化铁路系统已成为货物运输、人们出行不可或缺的方式之一，给我国经济发展奠定了深厚的根基。电气化铁路供电系统主要采用如图1所示的V/V接线的供电方式(方式一)，或者采用如图1所示的Scott接线的供电方式(方式二)。主要存在以下几个问题：

1)铁路列车的供电完全依赖电网，一旦电网或牵引变电站出现故障，将导致机车停运，严重影响机车运行的安全性及可靠性；

2)牵引变电站主要由220kV输电线路、牵引变压器、高压开关柜及二次保护设备组成，且所有设备需要双套冗余配置，工程建设成本很高，花费时间很长。

3)大功率、不对称、冲击性的铁路负荷，严重影响220kV高压网电能质量、功率因素，且增加电网调峰压力；为解决电能质量问题，并网口需设置SVG、综合潮流控制器等设备，间接地增加了建设成本及运维成本；每条20～30km的供电臂列车并不是很密集的现实，致使众多牵引变压器利用率很低，每年需要缴纳极高的容量电费。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统，增加铁路网供电可靠性的同时可节省每年的电费、工程建设成本、设备初始投资及后期运维成本。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统，包括光伏发电单元、风力发电单元、储能机车供电单元和牵引变压器，其中，所述光伏发电单元、风力发电单元、储能机车供电单元汇集于交流母线或直流母线上，光伏发电单元与风力发电单元通过小电流共同为储能机车供电单元充电，交流母线通过牵引变压器为铁路网供电；直流母线上的电能通过储能变流器转变为交流电后汇集于交流母线上，然后通过牵引变压器为铁路网供电。

作为优选，所述基于电池储能多能互补的孤网电铁供电系统还包括为储能机车供电单元充电的后备应急电源单元。后备应急电源单元在无风、无光等极端特殊的情况下，为储能机车供电单元充电，保证机车供电的可靠性。

作为优选，所述光伏发电单元包括多个并联在交流母线上的光伏阵列，所述光伏阵列通过光伏逆变器与交流母线相连。

作为优选，所述光伏发电单元包括多个并联在直流母线的光伏阵列。

作为优选，所述风力发电单元包括多个并联在交流母线上的风力发电机。

作为优选，所述风力发电单元包括多个并联在直流母线上的风力发电机，所述风力发电机通过AC/DC转换模块与直流母线相连。

作为优选，所述后备应急电源单元包括多个并联的燃气轮机，燃气轮机与交流母线相连，为机车供电单元充电。