[发明专利]统一能量存储与变换控制系统

摘要

本发明公开了一种统一能量存储与变换控制系统，包括单相多绕组隔离变压器，其接供电臂；能量存储与变换器，其输入侧连副边绕组，含至少一能量存储与变换子模块，子模块含至少一双向AC‑DC变换器、一双向DC‑DC变换器和一能量存储模块；测量电路，其与电网侧和牵引侧连；综合优化控制器，其与测量电路连；能量存储与变换控制器，其与综合优化控制器、双向AC‑DC变换器和双向DC‑DC变换器连。本发明还提供了一种统一能量存储与变换控制系统的综合优化控制方法。本发明的有益效果实现牵引机车再生制动能量实时存储和利用；优先谷时充电蓄能、峰时放电供能，实现削峰填谷及需求侧响应管理，提高供电能力并降低成本；实现负序、无功、谐波和电压波动及偏差治理。

主权项

一种统一能量存储与变换控制系统，其特征在于，包括：单相多绕组隔离变压器，其接入牵引变压器的供电臂，至少一个所述单相多绕组隔离变压器的高压侧通过连接开关接入所述牵引变压器的一个供电臂，所述单相多绕组隔离变压器的低压侧包括至少一个副边绕组，所述单相多绕组隔离变压器用于接入供电臂并隔离降压；能量存储与变换器，其包括至少一个能量存储与变换子模块，所述能量存储与变换子模块的输入侧连接所述单相多绕组隔离变压器对应的副边绕组，所述能量存储与变换子模块包括至少一个双向AC‑DC变换器、一个电容、一个双向DC‑DC变换器和一个能量存储模块，所述双向AC‑DC变换器的交流侧与所述单相多绕组隔离变压器对应的副边绕组连接，所述双向AC‑DC变换器的直流侧与所述双向DC‑DC变换器的一侧连接，所述双向DC‑DC变换器的另一侧与所述能量存储模块连接，所述电容经过所述双向AC‑DC变换器并联在直流侧，至少一个所述能量存储与变换器的输入侧与所述单相多绕组隔离变压器对应的副边绕组连接，所述能量存储模块实时对牵引机车再生制动能量进行存储和释放，在无牵引负荷时蓄电、优先谷时充电蓄能、峰时放电供能，并补偿供电臂的无功功率；测量电路，其输入端与所述牵引变压器电网侧和所述牵引变压器牵引侧连接，所述测量电路对所述牵引变压器电网侧的三相电压和三相电流、所述牵引变压器牵引侧的两相馈线电压和两相馈线电流进行采样；综合优化控制器，其输入端与所述测量电路的输出端连接，所述综合优化控制器包括状态监测模块、多源优化控制模块、电压恒定控制模块和高次谐波谐振抑制模块，所述测量电路与所述状态监测模块连接，所述状态监测模块分别与所述多源优化控制模块、所述电压恒定控制模块、所述高次谐波谐振抑制模块连接，所述综合优化控制器接收所述测量电路采样的数据并进行优化计算，产生优化控制信号；能量存储与变换控制器，其输入端与所述综合优化控制器的输出端连接，所述能量存储与变换控制器的输出端与所述双向AC‑DC变换器、所述双向DC‑DC变换器连接，所述能量存储与变换控制器接收所述综合优化控制器产生的优化控制信号，根据所述能量存储模块状态为所述双向AC‑DC变换器和所述双向DC‑DC变换器提供补偿功率调制信号，从而控制流入、流出或流经所述能量存储模块的功率；滤波器，其用于滤除负载产生的谐波电流，并实现两供电臂的无功补偿，两个所述滤波器通过连接开关分别接入所述牵引变压器的两供电臂。