[发明专利]一种电气化铁路冲击性负荷治理装置

权利要求书

1.一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，包括测量模块(1)、切换控制模块(2)、冲击负荷治理模块(3)、备用模块(4)、消谐模块(5)，采用串联方式接入牵引线路中，输入端连接电网侧三相输电线路(6)，输出端连接牵引变电站供电臂(7)。

2.如权利要求1所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的冲击负荷治理模块(3)分为充电回路和放电回路，包括冲击负荷治理回路开关(8)、整流器(9)、直流充电线路(10)、储能装置(11)、直流放电线路(12)、逆变器(13)、逆变交流线路(14)、单相调压变压器(15)依次连接组成，冲击负荷治理回路开关(8)连接电网侧三相输电线路(6)，单相调压变压器(10)副边连接牵引变电站供电臂(3)。

3.如权利要求2所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的充电回路将三相线路由牵引变电站输电线路的三相交流电经整流器(9)整流为直流电，通过直流充电线路(10)将电能储存在储能装置(11)。

4.如权利要求2所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的放电回路将储能装置(11)通过直流放电线路(12)接入逆变器(13)，再由逆变器将直流电变成单相交流电，最终经单相调压变压器(15)升压到满足机车运行电压等级的电压接入牵引变电站供电臂(7)。

5.如权利要求2所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的冲击负荷治理回路开关(8)在冲击负荷治理模块(3)正常运行时处于闭合状态，故障时断开；

所述的整流器(9)额定功率P_z大于牵引变电站供电臂(7)平均负荷P_avg；

所述的储能装置(11)额定功率P_c大于牵引变电站供电臂(7)最大负荷P_max；

所述的逆变器(13)采用具备V/F运行模式单相双向整流逆变器，额定功率P_n大于牵引变电站供电臂(7)最大负荷P_max；

所述的单相调压变压器(15)额定功率P_d大于牵引变电站供电臂(7)最大负荷P_max。

6.如权利要求2所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的充电回路和放电回路按照以下步骤进行控制：

所述的充电回路控制按照以下步骤：

S1：采集并预测牵引变电站供电臂(7)实时负荷数据；

S2：计算牵引变电站供电臂(7)平均负荷P_avg；

S3：将P_avg定为整流器(9)为储能装置(11)充电功率；

S4：监测储能装置(11)充电过程剩余电量，根据电量控制器整流器(9)启动和停止；

所述的放电回路控制按照以下步骤：

P1：将逆变器(13)设定为V/F运行模式；

P2：监测逆变交流线路(14)和牵引变电站供电臂(7)电压和频率；

P3：根据电压和频率要求调节逆变器(13)的交流输出和单相调压变压器(15)变比。

7.如权利要求1所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的备用模块(4)包括备用回路开关(16)和交流导线(17)，备用回路开关(16)连接电网侧三相输电线路(6)，两相取电，交流导线(17)与单相调压变压器(15)连接。

8.如权利要求7所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的备用回路开关(16)在冲击负荷治理模块(3)故障时闭合，正常运行时断开。

9.如权利要求1所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的测量模块(1)测量牵引变电站供电臂(7)的电流、电压、频率等电气量信息，并将数据发送到冲击负荷治理模块(3)和消谐模块(5)。

10.如权利要求1所述的一种电气化铁路冲击性负荷治理装置，其特征在于，所述的切换控制模块(2)监测冲击负荷治理模块(3)的运行状态，将开关动作命令上传至冲击负荷治理模块(3)、备用模块(4)和消谐模块(5)。