[发明专利]一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统

说明书

一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统，以有效地实现包括牵引变电所布点及牵引网载流形式在内整个牵引供电系统方案的优化，降低工程投资，并提高工程的运营灵活性。外部进线电源通过中压环网接线向轨道交通工程沿线的牵引变电所供电。在牵引变电所之间的区间范围内设置成套系统储能及网压维持装置，牵引变电所及成套系统储能及网压维持装置均直接与牵引网相连，共同向沿线运行的机车车辆供电；当牵引网的电压较高时，或者当机车车辆处于再生制动状态时，成套系统储能及网压维持装置从牵引网上吸收电能并进行存储，实现系统的节能运行。

技术领域

本发明涉及轨道交通工程，特别涉及一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统。

背景技术

目前，类似现代有轨电车工程、空轨、云轨等轻型城市轨道交通工程在国内的推广应用越来越多，其牵引供电系统较多采用DC1500V(或DC750V)牵引网作为列车运行取电的牵引供电制式，通过牵引变电所直流馈线分别向两侧的上、下行线路供电，在任意一个牵引所故障退出情况下，能采用大双边供电的模式持续供电，保证整个牵引供电系统的可靠性。

该类轨道交通工程与常规大运量的地铁/轻轨工程相比，由于载客量及车辆编组均较小，且行车密度也较低，导致整个牵引供电系统的负荷较轻，故视其为特殊轻负荷类型的轨道交通工程。

尽管乘客的客流强度及行车密度很低，但在牵引变电所的布点方案中，考虑到牵引网的电压降指标以及任意牵引变电所故障退出的情况下的越区供电支援能力，仍然会导致设置较多的牵引变电所给牵引网供电。由于牵引变电所内涉及的设备设施及种类较多，不仅配置复杂、占地面积大，其工程投资也较多，给该类轨道交通工程希望能降低工程投资的立项初衷，及后期的工程实施、运营管理成本等均带来一定的困扰。

因此，针对该类特殊轻负荷类型轨道交通工程需求的现状，为减少工程投资及对土地的占用，同时满足直流牵引供电系统正常及故障运行情况下的牵引网电压降指标及车辆再生制动能量吸收的需求，从运营安全可靠、系统节能运行，便于施工安装及运营管理与维护的角度，提出一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统，充分利用牵引网间隔行车以及区间牵引网电压上下波动幅度较大的特点，以有效地实现包括牵引变电所布点及牵引网载流形式在内整个牵引供电系统方案的优化，降低工程投资，并提高工程的运营灵活性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明一种基于系统储能及网压维持的直流牵引供电系统，外部进线电源通过中压环网接线向轨道交通工程沿线的牵引变电所供电。在牵引变电所之间的区间范围内设置成套系统储能及网压维持装置，牵引变电所及成套系统储能及网压维持装置均直接与牵引网相连，共同向沿线运行的机车车辆供电；牵引变电所布点设置方案仅考虑正常供电的情况；而当某一座牵引变电所退出运行或其他情况，区间牵引网电压在机车车辆通过时出现电压偏低的情况时，由在相邻区间设置的成套系统储能及网压维持装置持续向牵引网供电，满足机车车辆的正常运行；当牵引网的电压较高时，或者当机车车辆处于再生制动状态时，成套系统储能及网压维持装置从牵引网上吸收电能并进行存储，实现系统的节能运行。

所述成套系统储能及网压维持装置将输入开关设备、进线电压检测装置、逆变功率模块、UPS电源模块、大容量储能单元、监控单元、DC-DC双向斩波模块整合在成套装置柜体内；所述进线电压检测装置对从牵引网通过直流进线电缆接入该成套装置的直流电压进行实时监测，所述装置的监控单元根据其牵引网的电压波动及变化情况自动控制该成套装置在各种工作模式之间进行转换；所述装置的UPS电源模块为该成套装置提供工作电源。

本发明的有益效果主要体现在如下方面：

一、提供了一种更为简洁的牵引供电系统方案，该方案能完全适应目前现代有轨电车、空轨、云轨等轻型城市轨道交通工程的各种运营需求，能在地下区段、高架及地面区段等各种工程形式中安装运用；