[发明专利]一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法

说明书

本发明公开了一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法，所述长距离贯通柔性牵引供电系统包括多组供电子系统，多组所述供电子系统间为电分相连接，每组多数供电子系统包括三相电网、多个牵引变电所、多个断路器和牵引网，多个所述牵引变电所的输出端和多个所述断路器的输入端一一对应连接，且多个所述牵引变电所的输入端与所述三相电网连接，所述断路器的输出端连接所述牵引网，所述牵引网用于给列车供电。本发明所提供的长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法，能够实现牵引网长距离通电的同时使得牵引变电所供电区域内的牵引网电压保持稳定。

技术领域

本发明涉及牵引供电技术领域，具体涉及一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法。

背景技术

目前，世界上诸多国家的既有电气化铁路牵引供电系统基本均采取三相-两相(异相)供电模式。变电所经牵引变压器从三相电网取电降压后分两供电臂输出，为牵引网供电。由于供电臂电压相位、幅值和频率难以完全一致，因此各供电臂间需设置电分相。随着近年来高速、重载铁路的发展，如下问题将更加突出：

(1)电能质量问题：铁路既有牵引供电系统的单相负荷反映至三相电网会产生负序电流，造成三相电压不平衡，高速重载列车牵引功率的增大，使负序问题愈发突出，同时，还还会造成无功和谐波等问题。(2)过电分相问题：既有牵引供电系统中必然存在电分相，而电分相装置结构复杂、可靠性低，是牵引供电系统的薄弱环节与事故多发点。(3)供电能力问题：由于在既有牵引供电系统中，牵引网设置有电分相装置，使得紧急情况下牵引变电所间难以实现相互支援，因而目前每个既有牵引变电所的牵引变压器均需设置一主一备，牵引变电所配置的容量难以得到充分利用，使其供电能力受限。

此外，由于电子式牵引变电所为确保变换器容量匹配并节约容量，故以单相-单相变换器为主要设备，但由于单相-单相变换器的输入功率与输出功率并非总是平衡，因此单相-单相变换器中间直流侧会存在较大二次纹波以及机车等非线性负载同样也会对单相-单相变换器产生影响，使得整流器网侧电流和逆变器输出电压产生大量谐波。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长距离贯通柔性牵引供电系统及其优化控制方法，以能够实现牵引网长距离通电的同时使得牵引变电所供电区域内的牵引网电压保持稳定。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种长距离贯通柔性牵引供电系统，所述长距离贯通柔性牵引供电系统包括多组供电子系统，多组所述供电子系统间为电分相连接，每组所述供电子系统包括三相电网、多个牵引变电所、多个断路器和牵引网，多个所述牵引变电所的输出端和多个所述断路器的输入端一一对应连接，且多个所述牵引变电所的输入端与所述三相电网连接，所述断路器的输出端连接所述牵引网，所述牵引网用于给列车供电。

可选择地，多个所述牵引变电所包括电磁式牵引变电所和位于所述电磁式牵引变电所两侧的电子式牵引变电所，所述电磁式牵引变电所包括三相-单相电磁式变压器，所述电子式牵引变电所包括A组单相-单相变换器、B组单相-单相变换器和C组单相-单相变换器，所述A组单相-单相变换器与所述三相电网的A相电连接，所述B组单相-单相变换器与所述三相电网的B相电连接，所述C组单相-单相变换器与所述三相电网的C相电连接，所述A组单相-单相变换器、所述B组单相-单相变换器和所述C组单相-单相变换器的输出端通过多个所述断路器与所述牵引网连接。

可选地，多个所述断路器包括与所述三相-单相电磁式变压器连接的断路器K2；所述三相-单相电磁式变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组通过三相电线与所述三相电网连接，所述副边绕组与所述断路器连接。