[实用新型]一种重载铁路多所综合再生能量利用装置

说明书

本实用新型公开了一种重载铁路多所综合再生能量利用装置。装置的结构为：左、右两组多重化四象限变流器直流侧并联构成多重背靠背变流器，背靠背变流器直流侧馈出直流母线，接入储能装置，用于存储及释放再生制动能量。本实用新型充分考虑了重载铁路再生制动能量的特点，利用重载铁路再生制动能量丰富且相邻变电所负荷互补性强的特征，通过相邻牵引变电所的功率融通实现再生制动能量利用，并由储能装置回收未完全利用的再生制动能量。相较变电所储能装置，本实用新型能够以更小的装置容量实现更高的再生制动能量利用率，提高了装置经济性。本实用新型方案灵活性高，控制容易，能够有效利用机车产生的再生制动能量。

技术领域

本实用新型涉及牵引供电系统领域，特别是一种重载铁路多所综合再生能量利用装置。

背景技术

重载铁路普遍采用大功率交流传动电力机车，在制动过程中优先采用再生制动的方式，即牵引电机由电动机工作状态切换到发电机工作状态，将动能转化为电能反馈到牵引网。重载铁路再生制动过程具有制动功率高，持续时间长，制动次数少，单次制动产生再生制动能量多的特点。目前，针对再生制动能量处理方式主要有：(1)优化行车组织：通过优化列车运行组织，使再生制动能量优先被同一供电臂上处于牵引工况的列车使用。这种方式经济成本低，但是行车安排灵活性较差，同时能量利用效率受行车密度的影响。(2)返送电力系统：将再生制动能量通过变电所返送回电网。电网对返送的再生制动能量采取不计费或者反向正计的计费方式，对铁路部门带来经济损失。(3)储能利用：通过储能设备存储或释放再生制动能量，实现再生制动能量回收利用。交流电气化铁路中已有在变电所处配置储能系统回收利用再生制动能量的案例，但该方案的利用效果受限于储能系统的功率和容量，且更关注负序电流治理。对于重载铁路这类牵引或制动持续时间较长的特殊线路，变电所储能方案对储能系统的功率和容量需求较高，导致经济性较差。因此，应考虑重载铁路实际负荷特性，制定更经济实用的再生制动能量利用方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种重载铁路多所综合再生能量利用装置，该装置针对重载铁路再生制动能量丰富且互补性强的特点，能够有效实现重载铁路相邻变电所功率融通，提高再生制动能量的利用效率。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种重载铁路多所综合再生能量利用装置，包括左侧多绕组降压变压器T₁和右侧多绕组降压变压器T₂；T₁的n个次级绕组分别连接到左侧n个四象限变流器的输入端；左侧n个四象限变流器，其正极输出端并联后连接到正极直流母线D₁，负极输出端并联后连接到负极直流母线D₂；T₂的n个次级绕组分别连接到右侧n个四象限变流器的输入端；右侧n个四象限变流器，其正极输出端并联后连接到正极直流母线D₁，负极输出端并联后连接到负极直流母线D₂；支撑电容C的两端分别连接到D₁和D₂；还包括双向DC/DC变换器Z，Z的正极输入端和负极输入端分别连接到D₁和D₂，输出端连接到储能介质；所述T₁的初级用于连接牵引供电系统中分区所的左侧供电臂，T₂的初级用于连接牵引供电系统中分区所的右侧供电臂。

进一步的技术方案，所述双向DC/DC变换器Z的拓扑为多相交错并联Buck/Boost。

进一步的技术方案，所述牵引供电系统为AT供电方式或直供方式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)充分考虑了重载铁路再生制动能量的特点，重载铁路多所综合再生能量利用装置利用重载铁路再生制动能量丰富且相邻变电所负荷互补性强的特征，通过相邻牵引变电所的功率融通实现再生制动能量利用，并由储能装置回收未完全利用的再生制动能量。