[实用新型]一种具有储能辅助服务功能的电铁供电系统

说明书

本实用新型公开一种具有储能辅助服务功能的电铁供电系统，包括电池储能网、牵引电网、铁路网，以及用于协调所述电池储能网、牵引电网、铁路网供电的监控网，所述电池储能网包括多个并联在母线上的电池储能单元，所述牵引电网将高压电网降压后输入到母线，为电池储能单元供电，电池储能单元通过母线为铁路网供电。所述电铁供电系统，利用电池储能单元直接为铁路网供电，切断牵引电网中35kV～220kV电网与DN牵引网直接联系，在监控网调度下，电池储能网通过变压器汇集35kV～220kV电网电能，避免35kV～220kV电网受谐波、负序、功率因素降低等电能质量的影响，减小电网调峰压力；保证为间歇性、大功率且极具冲击性的机车负荷提供稳定、可靠、持续、安全的电能。

技术领域

本实用新型涉及一种具有储能辅助服务功能的电铁供电系统，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)。由图1可知，电气化铁路主要由220kV高压铁路网、高压输电线路、诸多牵引站及牵引网构成，存在如下几个问题：

1)铁路机车负荷具有功率大、冲击性、不对称(采用单相供电方式)、制动向接触网回馈能量等特点，严重影响220kV高压网的电能质量(谐波、负序)、功率因素，且每条20～30km的供电臂上每天通过的列车并不是很密集，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，并网点设置的SVG、综合潮流控制器等设备也间接地增加了建设成本及运维成本；

2)目前铁路列车的供电完全依赖铁路网，为了保证高铁稳定、持续、安全、可靠的供电，系统一二次设备需冗余配置，保护设置复杂，建设及运维成本很高。

3)建设220kV高压输电线路时工程建设成本很高、花费时间较长；在西部等偏远地区，220kV高压铁路网距离铁路较远，或者较为薄弱，使牵引网、牵引站无法建设，铁路无法顺利通行，严重影响了当地人们的顺利出行，制约了当地经济的高效良性发展。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种电气化铁路供电系统，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具有储能辅助服务功能的电铁供电系统，可为机车负荷提供稳定、可靠、持续、安全的电能。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种具有储能辅助服务功能的电铁供电系统，包括电池储能网、牵引电网、铁路网，以及用于协调所述电池储能网、牵引电网、铁路网供电的监控网，其中，所述电池储能网包括多个并联在母线上的电池储能单元，所述牵引电网将高压电网降压后输入到母线，为电池储能单元供电，所述电池储能单元通过母线为铁路网供电。

作为优选，所述牵引电网包括35kV～220kV电网、输电线路及牵引变压器，35kV～220kV电网通过输电线路为牵引变压器持续供电，牵引变压器则将35kV～220kV电压降为27.5kV输出到27.5kV母线。

作为优选，所述铁路网包括与27.5kV母线相连的接触线和轨道，与轨道相连的回流线，机车行驶在轨道上。

作为优选，所述电池储能单元包括依次相连的电池、储能电流器(PCS)和变压器，所述变压器与母线相连；所述电池、储能电流器、变压器均与监控网相连。在监控网调度下，电池储能单元通过小容量变压器汇集35kV～220kV电网电能，为机车负荷提供稳定、可靠、持续、安全的电能，同时吸收机车制动的反馈功率，切断35kV～220kV电网与牵引网的直接联系，规避35kV～220kV电网电能质量受损、功率因素降低等不利影响。

作为优选，所述电池储能单元为模块化结构，电池储能单元内的所有元器件均配置在同一壳体内。模块化结构方便电池储能单元的使用，保证各个电池储能单元互为备用。