[发明专利]一种智能三相牵引供电系统及其潮流控制方法

权利要求书

1.一种智能三相牵引供电系统，包括主变压器MT，其特征在于：智能三相牵引供电系统设有潮流调控装置PCD和控制器CC，所述主变压器MT的原边与三相电网连接，次边与三相母线MB连接，三相母线MB通过三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc与采用双边供电的三相双边电缆TC连接，三相双边电缆TC与牵引网TN相连，所述牵引网TN向列车提供电能；所述控制器CC根据三相母线MB和三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc的电量信息控制潮流调控装置PCD通过向配电系统供电或储能的方式利用从三相双边电缆TC返回电网的发电潮流，使得返回电网的发电潮流满足预设要求。

2.根据权利要求1所述的一种智能三相牵引供电系统，其特征在于：三相双边电缆TC通过一个或多个三相牵引变压器与牵引网TN相连，所述牵引网TN通过三相接触式受流向列车提供电能。

3.根据权利要求1或2所述的智能三相牵引供电系统，其特征在于，所述潮流调控装置PCD包括变流装置MPC、变流装置DPC、储能装置ES及正极母线PB和负极母线NB，其中：

所述变流装置MPC为三相变流系统，变流装置MPC三相交流侧分别与三相牵引母线MB连接；

所述变流装置DPC为三相变流系统，变流装置DPC的交流侧分别与变电所配电系统三相母线u、母线v、母线w相连；

所述变流装置MPC、变流装置DPC、储能装置ES的直流侧正极和负极分别与对应的正极母线PB和负极母线NB连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能三相牵引供电系统，其特征在于：所述三相母线MB分别设置电压互感器Ya、电压互感器Yb和电压互感器Yc；三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc分别设置电流互感器La、电流互感器Lb和电流互感器Lc；所述电压互感器Ya、电压互感器Yb和电压互感器Yc及电流互感器La、电流互感器Lb和电流互感器Lc的测量端均与控制器CC的输入端相连；所述控制器CC控制端与潮流调控装置PCD的控制端相连。

5.根据权利要求4所述的智能三相牵引供电系统，其特征在于，所述潮流调控装置PCD的控制端包括变流装置MPC、变流装置DPC和储能装置ES的控制端。

6.一种基于权利要求4或5所述智能三相牵引供电系统的控制方法，其特征在于：包括：

电压互感器Ya、电压互感器Yb、电压互感器Yc检测三相母线MB的电压，电压互感器La、电压互感器Lb、电压互感器Lc检测三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc的电流；

根据检测到的三相母线MB的电压和三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc的电流，计算得到三相母线MB通过三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc向牵引网TN提供的有功潮流；其中，由三相母线MB流向牵引网TN的有功潮流为正，由牵引网TN流向三相母线MB的有功潮流为负；

根据所述有功潮流，控制器CC控制潮流调控装置PCD中的变流装置MPC、变流装置DPC或储能装置ES利用从牵引网TN流向三相母线MB进而返回电网的发电潮流，使得返回电网的发电潮流满足预设要求。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述方法包括：电压互感器Ya、电压互感器Yb、电压互感器Yc检测三相母线电压Uabc；电压互感器La、电压互感器Lb、电压互感器Lc检测到的三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc的电流分别为电流Ia、电流Ib和电流Ic；

控制器CC根据三相母线电压Uabc和三相馈线电流Ia、电流Ib和电流Ic计算得到三相母线MB向三相牵引网TN提供的有功潮流P1；

控制器CC根据有功潮流P1控制潮流调控装置PCD中的变流装置MPC、变流装置DPC或储能装置ES利用从牵引网TN流向三相母线MB进而返回电网的发电潮流，使得返回电网的潮流满足预设要求。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

若P1＜0，控制器CC判定三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc返回电网的潮流为发电潮流，则控制潮流调控装置PCD中的变流装置MPC、变流装置DPC工作并向配电系统三相母线u、母线v、母线w供电；或者，控制变流装置MPC向储能装置ES充电，二者的发电潮流之和等于 |P1|，使得返回电网的发电潮流=0，满足预设要求；

若P1 0，控制器CC判定三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc为牵引工况，则控制潮流调控装置PCD中的储能装置ES通过变流装置MPC向三相母线MB供电，并控制潮流调控装置PCD中的变流装置DPC待机；

若P1=0，控制器CC判定三相馈线Fa、馈线Fb和馈线Fc空载，则控制潮流调控装置PCD待机。