[实用新型]一种储能式车网谐振治理装置

说明书

本实用新型提供了一种储能式车网谐振治理装置，通过储能式有源滤波器和高通滤波器实现牵引供电系统的高、低次谐波滤除，有效解决牵引网与电力机车的谐振问题，也能够实现实现牵引变电所的无功补偿功能，避免变电所因低功率因数罚款，还能可有效的利用电力机车回馈的再生制动能量，储存在储能系统，待牵引功率较大时，反馈电网，经济效益显著,此外，本实用新型实施例中，储能式有源滤波器采用高压直挂方式，补偿效果好，效率高，同时占地面积小，同时配合旁路功能，实现较高的冗余度及可靠性。

技术领域

本实用新型属于车网谐振治理领域，具体是涉及到一种储能式车网谐振治理装置。

背景技术

随着我国电气化铁路的快速发展，大功率交直交电力机车日益增多，行车密度也在不断压缩，因此对牵引供电系统的供电质量及容量需求也日益增大。同时由于交流机车的引入，虽然功率因数得以改善，但是也使得牵引供电网引入了大量的高次谐波，造成车网谐振。

牵引供电系统在位机车供电过程中除了车网谐振问题，还会存在供电能量不足或过剩的问题，而现有的车网谐波装置通常只用于谐波补偿和无功补偿，并不能对牵引供电系统的供电能量不足进行相应的有功补偿以及对所述牵引供电系统的剩余能量进行储能操作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了储能式车网谐振治理装置，以在提供对牵引供电系统的有功补偿、无功补偿和谐波补偿的综合治理。

一种储能式车网谐振治理装置，包括主电路和控制系统，所述主电路包括安装在牵引变电所的储能式有源滤波支路和安装在开闭所或分区所的无源高通滤波支路，

所述储能式有源滤波支路直挂在所述牵引变电所的供电臂与轨回流之间，

所述控制系统实时检测所述供电臂的电压和电流计算所述供电臂的有功功率、无功功率以及所述供电臂所需的谐波补偿，以在所述供电臂的供电能量不足时，控制所述储能式有源滤波支路向所述供电臂提供能量，在所述供电臂的供电能量过剩时，控制所述供电臂的过剩能量通过所述储能式有源滤波支路进行存储，并控制所述储能式有源滤波支路对所述供电臂进行无功补偿和次数小于或等于第一预设次数的谐波补偿，以及控制所述无源高通滤波支路对所述供电臂进行次数大于所述第一预设次数的谐波补偿。

优选地，所述第一预设次数为13次。

优选地，所述储能式有源滤波支路包括有源滤波器和储能装置，

所述有源滤波器包括多个高压级联的功率单元，

所述储能装置包括分别与各个所述功率单元相连的储能单元，

所述控制系统根据所述供电臂的电流和电压计算所述供电臂的有功功率、无功功率以及所述供电臂所需的补偿谐波，以判断所述供电臂当前是处于供电能量不足还是供电能量过剩的状态，以及判断当前需要给所述供电臂提供的无功补偿和谐波补偿，并根据判断的结果控制所述储能式有源滤波支路和无源高通滤波支路的进行相应的工作状态，

当所述供电臂上的供电能量不足时，所述控制系统控制所述功率单元中的开关状态，使得所述储能单元向所述供电臂提供能量，

当所述供电臂上的供电能量过剩时，所述控制系统控制所述功率单元中的开关状态，使得所述供电臂上的剩余供电能量通过所述储能单元传输至所述储能单元，

以及，所述控制系统控制所述功率单元给所述供电臂提供的无功补偿和谐波补偿。

优选地，所述储能式有源滤波支路还包括充电电路，

各个所述功率单元中的第一级功率单元的一端通过所述充电电路与所述供电臂电气隔离，各个所述功率单元中的第二级功率单元的第一端与所述第一级功率单元的另一端相连，

所述供电臂通过所述充电电路给所述储能装置充电。