[发明专利]一种三相供电穿越功率利用系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种三相供电穿越功率利用系统及控制方法，涉及牵引供电系统电路设计领域。包括设置于主变电所MS1的功率转换装置PCD1和控制器CC1，设置于主变电所MS2的功率转换装置PCD2和控制器CC2，主变电所MS1和主变电所MS2之间采用三相双边电缆TC向牵引网TN供电；控制器CC1用于实时获取主变电所MS1的功率信息，控制器CC2用于实时获取主变电所MS2的功率信息；控制器CC1和控制器CC2通过光纤对OFL进行信息交互，控制器CC1根据信息交互结果控制功率转换装置PCD1利用穿越功率或控制器CC2根据信息交互结果控制功率转换装置PCD2利用穿越功率，使得返回电网的穿越功率满足预设要求。

技术领域

本发明涉及牵引供电系统电路设计领域，特别涉及一种三相供电穿越功率利用系统及控制方法。

背景技术

轨道交通供电制式分为直流制和交流制。以地铁和轻轨为主的城市轨道交通普遍采用直流制。直流制式存在难以克服的杂散电流污染和再生制动能量回收困难等问题。干线铁路主要采用工频单相交流制。单相工频交流制式存在明显的缺点：以负序为主的电能质量问题、电分相造成的列车速度和牵引力损失问题及列车通过电分相引起车网之间的电气暂态问题。

三相供电可彻底解决直流制和交流制存在的问题，并且在相同供电容量下，三相系统较单相系统在制造和建造更节省材料，而且构造简单，性能优良。另外，三相电功率的瞬时值保持恒定不变。三相系统也有利用取消车载变压器，降低列车轴重，实现列车轻量化，提高运载效率和运行速度。

三相供电的三相电缆与电网形成并联结构，三相电缆中有与电网并行的功率和电流流过，对应的这个功率称为穿越功率（对应的电流称为均衡电流），此时，穿越功率从三相供电系统一侧的主变电所流入，从另一侧的主变电所流出，即穿越功率从电网流入三相电缆的主变电所处于负荷（用电）状态，穿越功率从三相电缆流入电网的主变电所处于发电状态。穿越功率对电网的影响和计量问题不容忽视。如果穿越功率返回电网，就相当于该主变电所发电，若返送反计，即按照发电对待，将于另一主变电所的用电抵消，则用户没有经济损失，如果穿越功率返回电网时返送不计或正计，则造成用户经济损失，在这种情况下，就需要研究三相供电如何减少穿越功率，或者如何利用穿越功率，在正常发挥三相供电优势的同时，减少对电网和用户的影响，提高用电效益。

人们提出了一些抑制穿越功率的方法，如中国专利1《一种电气化铁路双边供电系统》（授权公告号：CN103552488B）、中国专利2《一种电气化铁路双边供电方法》（授权公告号：CN110126682B）等，然而这些方法都是针对单相牵引供电系统而言的，目前还没有针对三相供电穿越功率抑制方面的研究。另外，考虑到穿越功率的关键是返回电网的功率这一难题，现在，本申请的发明人转换了一下思路，提出电气化铁路三相供电穿越功率利用技术，使穿越功率转化为可利用的功率和电能，使返回电网的功率满足要求，甚至为0。与本申请同日申请的 “一种牵引网双边供电穿越功率利用系统及控制方法”侧重单相牵引供电时的穿越功率利用技术，本申请侧重三相牵引供电时的穿越功率利用技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相供电穿越功率利用系统，它能有效地解决存在于主变电所MS1和主变电所MS2之间的穿越功率进行利用的技术问题。