[发明专利]一种储能牵引变电所供电构造

说明书

本发明提供了一种储能牵引变电所供电构造，涉及交流电气化铁路供电技术领域。两台单相牵引变压器原边绕组分别接于A相和C相，而其中一台单相牵引变压器的牵引侧绕组的一端经断路器接于牵引母线一、另一端接于钢轨和地，另一台单相牵引变压器的牵引侧绕组的一端经断路器接于牵引母线二、另一端接于钢轨和地，牵引母线一和牵引母线二之间通过断路器相连，在牵引母线二上设置储能装置和电压互感器，牵引母线一引出牵引馈线，在牵引馈线上设有电流互感器；电压互感器和电流互感器的二次侧测量端均与储能装置的控制端相连；储能装置与电压互感器和电流互感器构成同相储能系统。

技术领域

本发明涉及交流电气化铁路供电技术领域，特别涉及交流电气化铁路同相供电的储能。

背景技术

储能作为智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源(以下简称能源互联网)的重要组成部分和关键支撑技术，加快储能技术与产业发展，对于构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源产业体系，推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义。

储能系统具备电能储存和释放的双重功能，即具有对负荷削峰和填谷的双重作用。电气化铁路是大宗电力用户，可以利用储能系统进行电力资源二次优化配置，并利用峰谷差价取得降低电费的经济效益。同时，列车再生制动过程中对再生制动能量，作为特殊的谷，可以被储能系统实施回收，并在列车牵引时进行释放，有利于电能的高效利用。另外，电压不平衡度变化规律与牵引负荷功率波动规律相同，即牵引负荷功率峰值时段，电压不平衡度表现最大，故“削峰”还可以治理负序、降低不良影响。

现行的Vv接线牵引供电系统采用的是左右供电臂异相供电，在牵引变电所出口设置电分相环节。这种供电方式在实现高速、重载电力牵引时存在三个突出问题：(1)过分相问题。过分相机电过程复杂，自动过分相装置结构复杂，动作频繁，寿命短，可靠性低，并且牵引变电所处自动过分相失败则造成异相短路。(2)电分相造成的列车速度和牵引力损失问题。过分相过程有一段中性段，即无电区，严重影响牵引供电系统整体性能，牵引力损失，速度降低，同时也失去了电气制动力。特殊情况下如大坡道上设置的电分相容易造成重载列车坡停。电分相已成为高速、重载铁路牵引供电装置中最薄弱的环节。(3)以负序为主的电能质量问题。目前电气化铁路牵引供电系统运行方式主要由牵引变压器接线方式决定，其中除纯单相接线外，其他都是两相(异相)供电，相对三相电力系统而言，牵引负荷具有不对称性。高速、重载列车牵引功率和运量的不断增大也使电能质量中的负序问题愈发突出。电气化铁路过分相问题和电能质量问题严重限制了高速、重载铁路的进一步发展。

另外，变压器在满足以下四个条件时，允许并联运行。(1)变比相等；(2)联结组序号相同；(3)短路电压相同；(4)容量差不超过3:1。单相牵引变压器满足上述条件可以实施并联，而现行的Vv接线的两台单相牵引变压器均满足上述条件，容易实现同相供电改造，并实施并联运行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种储能牵引变电所供电构造，通过对Vv接线牵引变电所的改造来实现，它能有效地解决取消变电所出口处的分相并实现同相储能供电的问题。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：包括单相牵引变压器一和单相牵引变压器二、牵引母线一和牵引母线二及储能装置，单相牵引变压器一原边绕组的一端经断路器一接于A相、另一端接于C相，单相牵引变压器二原边绕组的一端经断路器二接于A相、另一端接于C相；单相牵引变压器一的牵引侧绕组的一端经断路器三接于牵引母线一、另一端接于钢轨和地，单相牵引变压器二的牵引侧绕组的一端经断路器四接于牵引母线二、另一端接于钢轨和地；牵引母线一和牵引母线二之间通过断路器五相连；牵引母线二上设置储能装置和电压互感器；牵引母线一引出牵引馈线，牵引馈线上设有电流互感器；电压互感器和电流互感器的二次侧测量端均与储能装置的控制端相连；储能装置通过其控制端实时采集电压互感器和电流互感器测量端信号；储能装置与电压互感器和电流互感器构成同相储能系统。