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专利号: 2019107938896
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,包括具有光伏储能供电的城轨交通牵引供电系统直流牵引供电网络中的功率不可调节装置和功率可调节装置,参与一次调节的各牵引变电所功率可调装置控制器,参与二次调节的统一潮流控制器,参与三次调节的经济调度计划控制器,牵引变电所综合自动化子系统,中央综合监控系统,以及通信网络;所述直流牵引供电网络与牵引变电所综合自动化子系统通信连接,所述牵引变电所综合自动化子系统连接至通信网络;所述通信网络向参与一次调节的各牵引变电所功率可调装置控制器传递信号,所述参与一次调节的各牵引变电所功率可调装置控制器向直流牵引供电网络中的功率不可调节装置和功率可调节装置传递信号;在所述通信网络上还连接有中央综合监控中心,所述中央综合监控中心包括中央综合监控系统,参与二次调节的统一潮流控制器,以及在所述参与二次调节的统一潮流控制器的上连接有参与三次调节的经济调度计划控制器;

一次调节通过各牵引变电所功率可调装置的本地控制器完成,调节范围在本节点的电压波动在正常运行范围之内;

二次调节通过城轨交通线路各牵引变电所综合自动化子系统对牵引变电所各功率不可调装置和功率可调装置的运行参数进行采集潮流控制信息,将所述潮流控制信息通过通信网络上传至中央综合监控中心的统一潮流控制器,对各牵引变电所功率可调装置进行统一的功率潮流分配管理控制,调整一次调节的参考值,减小直流电压偏差,实现直流牵引网最优潮流;

三次调节是根据每日列车运行计划进行牵引供电计算获取日负荷曲线,根据天气历史数据预测和新能源发电历史数据预测新能源日发电量曲线,优化潮流计算,确定不同时段可调功率装置的功率输出计划,通过统一潮流控制器调节,实现经济和环保调度。

2.根据权利要求1所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,所述牵引变电所综合自动化子系统包括采集模块和RTU模块,采集沿线各牵引变电所的包括功率不可调装置和功率可调装置实时运行电压、功率和各种状态参数,并经通信网络上传至中央综合监控中心的统一潮流控制系统;所述采集的潮流控制信息包括全线牵引变电所整流机组直流侧实时输出功率、电压,在直流牵引侧并网的光伏发电系统输出功率、电压,储能装置的放电功率、充电功率、电压与荷电状态等,逆变装置的电压、逆变回馈的功率、电压,以及双向逆变机组的整流输出功率或逆变回馈功率以及电压。

3.根据权利要求2所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,所述功率不可调节装置包括各牵引变电所的整流机组、在牵引变电所直流牵引侧并网的车辆段或停车场的光伏储能发电系统;所述功率可调节装置包括储能装置、逆变回馈装置、以及双向逆变机组。

4.根据权利要求3所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,所述功率可调节装置包括本地控制器,通过各自牵引变电所的功率可调节装置的本地控制器根据功率-电压特性曲线实现一次调节,调整直流母线电压波动,使其在正常运行范围内;

所述功率可调节装置的本地控制器,在一次调节的基础上,为统一潮流控制器二次调节的执行者;统一潮流控制器最优潮流计算输出的目标功率通过中央综合监控中心通信网络下传至该功率可调节装置的本地控制器,将目标功率作为本地控制器的参考功率,调整该功率调节装置的输出功率使其达到目标值,实现全线直流牵引网功率可调装置的统一调整,达到全线直流牵引网损耗最小、电压波动最小的目标,最终实现直流牵引供电系统全线统一潮流控制管理。

5.根据权利要求4所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,所述统一潮流控制器,实现直流牵引网潮流的二次调节;各牵引变电所综合自动化子系统通过RTU模块将全线各牵引变电所直流侧功率输出装置的实时运行电压、功率上传统一潮流控制器,统一潮流控制器以直流牵引网功率损耗最小、电压波动最小为目标,施加各功率可调装置输出容量限值、工作电压限值、储能装置荷电限值作为约束条件,制定能量分配策略,进行最优潮流计算,确定各牵引变电所功率可调节装置的目标功率输出。

6.根据权利要求4所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制系统,其特征在于,所述经济调度计划控制器,根据每日列车运行计划进行牵引供电计算获取日负荷曲线,根据天气历史数据预测和新能源发电历史数据预测新能源日发电量曲线,优化潮流计算,确定不同时段可调功率装置的功率输出计划,储能装置的预充放电计划,按照一定的计划时间强制输入统一潮流控制器进行调节。

7.城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制方法,其特征在于,包括步骤:

S100,数据的采集与传输:在牵引变电所综合自动化子系统内完成实时数据的采集,采集潮流控制信息,通过远程终端系统RTU经通信网络传输至中央综合监控中心的统一潮流控制器;

S200,二次调节中统一潮流控制:根据所采集潮流控制信息,在统一潮流控制器中以直流牵引网功率损耗最小、电压波动最小为目标,施加各功率可调装置输出容量限值、工作电压限值、储能装置荷电限值约束条件,制定能量分配策略,进行最优潮流计算,对各牵引变电所功率可调装置进行统一的功率潮流分配管理控制,确定各牵引变电所功率可调节装置的目标功率输出,通过通信网络下传至功率可调装置本地控制器,目标功率作为一次调节的参考值,减小直流电压偏差;

S300,三次调节中经济调度计划:根据每日列车运行计划进行牵引供电计算获取日负荷曲线,根据天气历史数据预测和新能源发电历史数据预测新能源日发电量曲线,优化潮流计算,确定不同时段可调功率装置的功率输出计划,储能装置的预充放电计划,按照一定的计划时间强制输入统一潮流控制器进行调节;

S400,一次调节中功率可调装置控制:通过各自本地控制器根据功率-电压特性曲线实现一次调节,调整直流母线电压波动,使其在正常运行范围内;同时,统一潮流控制器优化后得到的目标功率作为参考功率分别传输至各功率可调装置控制器,控制器调整输出,使其达到目标功率,完成二次调节,最终实现全线功率可调。

8.根据权利要求7所述的城轨交通光伏储能牵引供电的统一潮流控制方法,其特征在于,实时采集的潮流控制信息包括整流机组AC-DC输出电压和电流,光伏发电系统总辐射光照强度Sref,表面温度Tref,DC-DC输出电压和功率,逆变回馈装置直流侧电压和功率,双向逆变机组直流侧电压和功率,以及储能装置DC-DC输出电压、功率及荷电状态;各牵引变电所综合自动化子系统所采集的潮流控制信息通过RTU模块将全线各牵引变电所直流侧功率输出装置的实时运行电压、功率上传统一潮流控制器。