[实用新型]一种高铁综合能源利用系统实验平台

说明书

一种高铁综合能源利用系统实验平台，实验平台包括等效牵引供电系统、左右等效机车和背靠背变流装置。等效牵引供电系统包括牵引变压器T1、T2和自耦变压器AT1、AT2、AT3、AT4。左等效机车包括隔离变压器T5、预充电模块P3、四象限变流器C7、可调负载L2和直流电源D2。右等效机车与左等效机车结构类似。背靠背变流器装置包括隔离变压器T3和T4、预充电模块P1和P2、四象限变流器C1和C2。还包括储能装置、新能源发电装置、逆变回馈装置和控制系统。本实用新型可模拟高铁牵引供电系统再生制动能量的储能、逆变回馈利用，新能源消纳，可用于储能装置、逆变回馈装置、新能源发电装置的能量管理策略、控制方法验证，成本低廉，便于改进优化。

技术领域

本实用新型涉及高铁技术领域，特别是一种高铁综合能源利用系统实验平台。

背景技术

高速铁路的动车组在制动过程中优先采用再生制动方式，产生了大量再生制动能量。据统计，从北京南到天津的动车组每天可产生的再生制动能量约为33.291MWh，每年可产生的再生制动能量高达120GWh。这部分再生制动能量中仅有小部分能量被其他牵引动车组和制动电阻消耗，其余大部分再生制动能量都通过牵引变压器返送回电网。由于电网实行返送不计的计费原则，因此再生制动能量返送回电网是无偿的。

我国高铁分布广，部分铁路沿线地方电网薄弱，但可再生能源(如太阳能、风能等)丰富，地方电网支撑高铁运行负担较大，而可再生能源却无法完全消纳，弃风弃光现象严重，造成了能源的浪费。如何将可再生能源引入铁路进行消纳，减轻地方电网的供电负担也是目前面临的问题。

针对高铁牵引供电系统再生制动能量利用及新能源消纳的技术方案尚未实现工程应用，因此技术方案的可靠性、安全性及有效性亟待验证。因此，建立真实、可信、适用性强的高铁牵引供电系统综合能量利用系统实验平台，不仅能对高铁牵引供电系统再生制动能量利用及新能源消纳方案的可靠性、安全性及有效性进行验证，还能作为相关高校和科研单位的教学实验平台，具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高铁综合能源利用系统实验平台。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种高铁综合能源利用系统实验平台，包括等效牵引供电系统、左等效机车、右等效机车、背靠背变流装置、储能装置、新能源发电装置、逆变回馈装置和控制系统；

所述等效牵引供电系统包括牵引变压器T1、T2和自耦变压器AT1、AT2、AT3、AT4；T1原边的两端分别连接到三相电网的A相和B相，次边的两端分别连接到左供电臂的接触线和正馈线，次边的中端连接到钢轨；T2原边的两端分别连接到三相电网的C相和B相，次边的两端分别连接到右供电臂的接触线和正馈线，次边的中端连接到钢轨；AT1和AT2的两端分别连接到左供电臂的接触线和正馈线，中端连接到钢轨；AT3和AT4的两端分别连接到右供电臂的接触线和正馈线，中端连接到钢轨；

所述左等效机车包括隔离变压器T5、预充电模块P3、四象限变流器C7、可调负载L2和直流电源D2；T5的输入端连接到左供电臂，输出端通过P3连接到C7的交流侧，C7的直流侧分别通过直流断路器K9、K10连接到L2、D2；所述P3包括串联连接的交流断路器K7和预充电电阻R3，R3还并联连接交流接触器KM3；

所述右等效机车包括隔离变压器T6、预充电模块P4、四象限变流器C8、可调负载L3和直流电源D3；T6的输入端连接到右供电臂，输出端通过P4连接到C8的交流侧，C8的直流侧分别通过直流断路器K11、K12连接到L3、D3；所述P4包括串联连接的交流断路器K8和预充电电阻R4，R4还并联连接交流接触器KM4；