[发明专利]列车地面自动过分相方法、系统、终端设备及存储介质

说明书

本发明公开了列车地面自动过分相方法、系统、终端设备及存储介质，方法包括：获取列车运行位置，根据运行位置确定为列车供电的电源，具体为：当列车位于过渡区时，根据过渡区的电压、电流及四重化辅助变流装置的参数，确定过渡区内四重化辅助变流装置的输出电压解耦调制信号及过渡区对应的供电臂的输出电压调制信号；当列车位于电气隔离区时以供电臂B的电压为目标，预调制四重化辅助变流装置的电压幅值及相位。本发明能够避免弓网电弧对车网系统的过压、过流冲击影响；能实现相邻供电臂之间电压的柔性切换，有效避免和抑制电压直接切换导致的短路和暂态冲击影响；此外，功率的交替转移保障了列车的额定运行工况，降低了列车的速度损失。

技术领域

本发明属于电气化铁路牵引供电技术领域，具体是涉及到一种列车地面自动过分相方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术

基于电气化铁路的单相供电特性，牵引负荷通常具有单相性、随机性和非线性的特征。因此，通常采用由牵引变压器实现3/2系统变换后，分段向牵引网供电的方式解决电力系统的三相负载不平衡问题。然而，为防止相间短路而设置的电气隔离区段(即电分相区)作为牵引供电系统的薄弱环节，又造成了诸多潜在的安全隐患。一方面，列车过分相运行时，会对弓网系统造成持续而剧烈的电磁暂态冲击影响，同时，暂态能量的短时严重聚积极易造成电力系统的失衡。另一方面，供电中断所造成的列车速度损失大幅降低了铁路运行效率。因此，如何实现电力机车安全、高效地过分相运行，成为了当前的研究热点。

车载自动过分相、柱上自动过分相和地面自动过分相是当前得到广泛应用的三类列车过分相形式。其中，前两类方法均属于惰行闯分相的运行模式，通常存在速度损失大、暂态冲击严重等缺陷，不符合高速、重载列车的发展需求，故该类方案正逐步被后者所取代。然而，机车在地面过分相带电运行模式下，却极易在相邻供电臂电压的切换过程中对弓网系统产生严重的暂态冲击影响。现有技术采用多种方法来解决上述问题，例如：在高速真空断路器(Vacuum circuit breaker,VCB)的研究基础上，提出了针对不同情况的混合相控断路器拓扑，在满足目标动作窗口限制死区内，可保证中性区(Neutral sections,NSs)的辅助电力系统实现不断电运行；通过控制电子开关在电流过零点的开闭，大幅缩短断电死区，降低暂态冲击的影响；应用超导限流器superconducting fault current limiter(SFCL)对过分相开关系统进行改良，大幅抑制了浪涌电流水平。但上述地面开关过分相方法都无法从根本上消除断电死区，因此，立足于通过主动功率补偿实现列车不断电过分相运行的同相供电技术应运而生。研究表明，通过平衡变压器与有源补偿装置实现负载功率补偿，即可消除谐波与负序，实现同相供电功能。在此基础上，现有技术公开了多种方案，例如：能够消除负序电流的并联VSI STATCOM型平衡网络方案；采用有源电力补偿器(Activepower compensator,APC)与YN,vd平衡接线变压器构成平衡牵引变电所，得到一种单相同相供电方案。但这类优化方案对传统接触网的特殊改造需求，限制其得到普遍的推广及应用。