一种智能三相牵引供电系统及其潮流控制方法

技术特征：
1.一种智能三相牵引供电系统，包括主变压器mt，其特征在于：智能三相牵引供电系统设有潮流调控装置pcd和控制器cc，所述主变压器mt的原边与三相电网连接，次边与三相母线mb连接，三相母线mb通过三相馈线fa、馈线fb和馈线fc与采用双边供电的三相双边电缆tc连接，三相双边电缆tc通过一个或多个三相牵引变压器与牵引网tn相连，所述牵引网tn通过三相接触式受流向列车提供电能；所述控制器cc根据三相母线mb和三相馈线fa、馈线fb和馈线fc的电量信息控制潮流调控装置pcd利用从三相双边电缆tc返回电网的发电潮流，使得返回电网的发电潮流满足预设要求。2.根据权利要求1所述的一种智能三相牵引供电系统，其特征在于：所述三相母线mb分别设置电压互感器ya、电压互感器yb和电压互感器yc；三相馈线fa、馈线fb和馈线fc分别设置电流互感器la、电流互感器lb和电流互感器lc；所述电压互感器ya、电压互感器yb和电压互感器yc及电流互感器la、电流互感器lb和电流互感器lc的测量端均与控制器cc的输入端相连；所述控制器cc控制端与潮流调控装置pcd的控制端相连。3.根据权利要求1所述的智能三相牵引供电系统，其特征在于，所述潮流调控装置pcd包括变流装置mpc、变流装置dpc、储能装置es及正极母线pb和负极母线nb，其中：所述变流装置mpc为三相变流系统，变流装置mpc三相交流侧分别与三相牵引母线mb连接；所述变流装置dpc为三相变流系统，变流装置dpc的交流侧分别与变电所配电系统三相母线u、母线v、母线w相连；所述变流装置mpc、变流装置dpc、储能装置es的直流侧正极和负极分别与对应的正极母线pb和负极母线nb连接。4.根据权利要求1所述的智能三相牵引供电系统，其特征在于，所述潮流调控装置pcd的控制端包括变流装置mpc、变流装置dpc和储能装置es的控制端。5.一种基于权利要求1所述智能三相牵引供电系统的控制方法，其特征在于：包括：电压互感器ya、电压互感器yb、电压互感器yc检测三相母线mb的电压，电压互感器la、电压互感器lb、电压互感器lc检测三相馈线fa、馈线fb和馈线fc的电流；根据检测到的三相母线mb的电压和三相馈线fa、馈线fb和馈线fc的电流，计算得到三相母线mb通过三相馈线fa、馈线fb和馈线fc向牵引网tn提供的有功潮流；其中，由三相母线mb流向牵引网tn的有功潮流为正，由牵引网tn流向三相母线mb的有功潮流为负；根据所述有功潮流，控制器cc控制潮流调控装置pcd中的变流装置mpc、变流装置dpc或储能装置es利用从牵引网tn流向三相母线mb进而返回电网的发电潮流，使得返回电网的发电潮流满足预设要求。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述方法包括：电压互感器ya、电压互感器yb、电压互感器yc检测三相母线电压uabc；电压互感器la、电压互感器lb、电压互感器lc检测到的三相馈线fa、馈线fb和馈线fc的电流分别为电流ia、电流ib和电流ic；控制器cc根据三相母线电压uabc和三相馈线电流ia、电流ib和电流ic计算得到三相母线mb向三相牵引网tn提供的有功潮流p1；控制器cc根据有功潮流p1控制潮流调控装置pcd中的变流装置mpc、变流装置dpc或储能装置es利用从牵引网tn流向三相母线mb进而返回电网的发电潮流，使得返回电网的潮流满足预设要求。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：若p1＜0，控制器cc判定三相馈线fa、馈线fb和馈线fc返回电网的潮流为发电潮流，则控制潮流调控装置pcd中的变流装置mpc、变流装置dpc工作并向配电系统三相母线u、母线v、母线w供电；或者，控制变流装置mpc向储能装置es充电，二者的发电潮流之和等于 |p1|，使得返回电网的发电潮流=0，满足预设要求；若p1 >0，控制器cc判定三相馈线fa、馈线fb和馈线fc为牵引工况，则控制潮流调控装置pcd中的储能装置es通过变流装置mpc向三相母线mb供电，并控制潮流调控装置pcd中的变流装置dpc待机；若p1=0，控制器cc判定三相馈线fa、馈线fb和馈线fc空载，则控制潮流调控装置pcd待机。

技术总结
本发明提供了一种智能三相牵引供电系统及其潮流控制方法，涉及电气化铁路牵引供电技术领域。智能三相牵引供电系统设置潮流调控装置和控制器，向牵引网实施双边供电，根据三相母线电压和三相馈线电流电量信息，控制潮流调控装置实现发电潮流自我利用，使返回电网的发电潮流为0；本发明在不改变电网对电气化铁路三相供电结构情况下，使穿越潮流得到利用，消除穿越潮流对电网和用户的负面影响，使三相供电的优点得到充分发挥，并有利于再生制动能量直接向牵引变电所配电系统供电。直接向牵引变电所配电系统供电。直接向牵引变电所配电系统供电。


技术研发人员：李群湛 黄小红 李子晗 郭锴 解绍锋 易东
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/4/12