【技術實現步驟摘要】
本公開涉及鐵路供電，特別地涉及一種牽引供電電源系統。
技術介紹
1、我國傳統城市軌道交通供電系統主要采用的是直流供電方式，其中直流1500v(dc1500v)供電系統是較為常見的供電方式之一，我國電氣化鐵路采用交流25kv(ac25kv)供電，供電頻率為50hz，而歐洲部分地區(例如德國)現行軌道交通交流供電制式分為15kv/16.67hz，為拓展歐洲市場適應15kv/16.67hz供電制式，主機廠開發了特有的多流制機車與動車組，因此大功率15kv/16.67hz供電電源成為主機廠的迫切需求，為其開發的多流制機車提供調試電源。
技術實現思路
1、本公開提供一種牽引供電電源系統，實現把供電制式為直流供電電源轉換為目標電壓和目標頻率的交流供電電源。
2、第一方面，本公開提供了一種牽引供電電源系統，包括變流裝置和匹配變壓器，其中：
3、所述變流裝置的直流側與直流母線連接，所述變流裝置的交流側與所述匹配變壓器的低壓側繞組連接，所述變流裝置用于將所述直流母線提供的直流電變換為供電頻率為目標頻率的交流電，并將變換得到的交流電提供給所述匹配變壓器；
4、所述匹配變壓器的高壓側繞組與交流電網連接，所述匹配變壓器用于將所述變流裝置提供的交流電的電壓幅值升壓至目標電壓幅值，并將升壓后的交流電提供給所述交流電網。
5、在一些實施例中，所述變流裝置采用電壓前饋加電壓反饋的控制策略，所述電壓前饋加電壓反饋的控制策略包括：
6、根據所述變流裝置的電壓
7、采用所述調制比修正量對所述參考調制比進行修正，得到修正后的調制比；
8、將修正后的調制比進行正弦化處理和標幺處理，生成調制波；
9、根據所述調制波對所述變流裝置的輸出電壓進行調制。
10、在一些實施例中，所述變流裝置采用多重化結構、mmc結構和級聯型結構中的任一種拓撲結構。
11、在一些實施例中，所述變流裝置包括主變流器和從變流器；
12、所述主變流器采用主控制策略，所述主控制策略為所述電壓前饋加電壓反饋的控制策略；
13、所述從變流器采用從控制策略；所述從控制策略包括：獲取通過所述主控策略生成的調制波，根據獲取到的所述主控制策略生成的調制波對所述從變流器的輸出電壓進行調制。
14、在一些實施例中，所述牽引供電電源系統還包括儲能裝置、光伏發電裝置和控制裝置；所述儲能裝置和所述光伏發電裝置均與所述直流母線連接；
15、所述控制裝置用于獲取所述交流電網的功率，并根據所述交流電網的功率確定列車工況，當所述列車工況為制動工況時，控制所述變流裝置將列車制動時產生的再生能量返送至所述直流母線，并控制所述儲能裝置對所述直流母線中的能量進行存儲；當所述列車工況為牽引工況時，控制所述儲能裝置向所述直流母線釋放能量，并控制所述光伏發電裝置向所述直流母線輸送能量。
16、在一些實施例中，所述匹配變壓器采用分裂式繞組變壓器。
17、在一些實施例中，所述牽引供電電源系統還包括高壓交流開關柜，所述高壓交流開關柜的第一端與所述匹配變壓器的高壓側繞組連接，所述高壓交流開關柜的第二端與所述交流電網連接；
18、所述高壓交流開關柜用于在所述變流裝置出現故障、所述交流電網出現故障和設備檢修中的任一種情況時，切斷所述匹配變壓器與所述交流電網之間的連接。
19、在一些實施例中，所述牽引供電電源系統還包括交流斷路器，所述交流斷路器的第一端與所述直流母線連接，所述交流斷路器的第二端與所述交流裝置的直流側連接，所述交流斷路器用于在所述交流裝置發生故障時斷開所述交流裝置與所述直流母線之間的連接。
20、在一些實施例中，所述匹配變壓器的高壓側繞組第一端接地，所述匹配變壓器的高壓側繞組第二端連接所述交流電網；
21、所述牽引供電電源系統還包括濾波裝置，所述濾波裝置的第一端與所述匹配變壓器的高壓側繞組的第二端連接，所述濾波裝置的第二端接地。
22、在一些實施例中，所述變流裝置采用調制方式包括單極性倍頻spwm調制方式。
23、本公開提供的一種牽引供電電源系統具有以下有益效果：
24、1、通過變流裝置將直流母線提供的直流電變換為供電頻率為目標頻率的交流電，并將變換得到的交流電提供給所述匹配變壓器，再通過匹配變壓器將所述變流裝置提供的交流電的電壓幅值升壓至目標電壓幅值，并將升壓后的交流電提供給所述交流電網，從而向機車提供一個適應目標供電制式，即目標頻率和目標電壓幅值的交流供電電源。
25、2、傳統鐵路牽引供電系統中，是由牽引變電所將電力系統提供的110kv或220kv三相電轉換成兩單相27.5kv的單相交流電(變電所兩供電臂)。為防止兩單相短路，需在兩單相(兩供電臂)之間的連接處用絕緣裝置分割，為電分相。與傳統鐵路牽引供電系統相比，本實施例采用的牽引供電電源系統直接用直流電變單相交流電，可理解成同相，不存在異相短路的情況，所以也無需電分相設置，有利于列車動調試驗時高速、平穩、安全運行。
26、3、能消除鐵路牽引負荷對公用電網電能的負序、無功和諧波影響。
27、4、變流裝置采用多重化并聯結構，當某一重變流器出現故障退出時，變流裝置整體不需要停電，可繼續降額運行。
28、5、通過在制動工況時，控制所述變流裝置將列車制動時產生的再生能量返送至所述直流母線中，以供所述儲能裝置存儲，在牽引工況時，控制儲能裝置將存儲的能量釋放以供列車使用，提升了再生能量利用率，同時控制所述光伏發電裝置持續向所述直流母線輸送能量，從而減少從直流電源處取能，節省牽引電費。
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1.一種牽引供電電源系統，其特征在于，包括變流裝置和匹配變壓器，其中：
2.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置采用電壓前饋加電壓反饋的控制策略，所述電壓前饋加電壓反饋的控制策略包括：
3.根據權利要求2所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置采用多重化結構、MMC結構和級聯型結構中的任一種拓撲結構。
4.根據權利要求3所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置包括主變流器和從變流器；
5.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，還包括儲能裝置、光伏發電裝置和控制裝置；所述儲能裝置和所述光伏發電裝置均與所述直流母線連接；
6.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述匹配變壓器采用分裂式繞組變壓器。
7.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，還包括高壓交流開關柜，所述高壓交流開關柜的第一端與所述匹配變壓器的高壓側繞組連接，所述高壓交流開關柜的第二端與所述交流電網連接；
8.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，還
9.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述匹配變壓器的高壓側繞組第一端接地，所述匹配變壓器的高壓側繞組第二端連接所述交流電網；
10.根據權利要求2或4所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置采用調制方式包括單極性倍頻SPWM調制方式。
...【技術特征摘要】
1.一種牽引供電電源系統，其特征在于，包括變流裝置和匹配變壓器，其中：
2.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置采用電壓前饋加電壓反饋的控制策略，所述電壓前饋加電壓反饋的控制策略包括：
3.根據權利要求2所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置采用多重化結構、mmc結構和級聯型結構中的任一種拓撲結構。
4.根據權利要求3所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述變流裝置包括主變流器和從變流器；
5.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，還包括儲能裝置、光伏發電裝置和控制裝置；所述儲能裝置和所述光伏發電裝置均與所述直流母線連接；
6.根據權利要求1所述的牽引供電電源系統，其特征在于，所述匹配變壓器采用分裂式繞組變壓器。
...【專利技術屬性】
技術研發人員：康德建，張樹國，郝佐霖，于洋，楊三軍，
申請(專利權)人：國能新朔鐵路有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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