• ISSN 0258-2724
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电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略

张丽艳 贾瑛 韩笃硕 雷万良

张丽艳, 贾瑛, 韩笃硕, 雷万良. 电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(1): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210247
引用本文: 张丽艳, 贾瑛, 韩笃硕, 雷万良. 电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略[J]. 西南交通大学学报, 2023, 58(1): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210247
ZHANG Liyan, JIA Ying, HAN Dushuo, LEI Wanliang. Energy Management and Capacity Allocation Scheme for Co-phase Traction Power Supply and Energy Storage System in Electrified Railways[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(1): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210247
Citation: ZHANG Liyan, JIA Ying, HAN Dushuo, LEI Wanliang. Energy Management and Capacity Allocation Scheme for Co-phase Traction Power Supply and Energy Storage System in Electrified Railways[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2023, 58(1): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210247

电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210247
基金项目: 国家自然科学基金 (51877182);四川省科技计划(2020YJ0011)
详细信息
    作者简介:

    张丽艳(1979—),女,副教授,博士,研究方向为牵引供电系统分析、谐波抑制和无功功率补偿,E-mail:xphfy@swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U223.6

Energy Management and Capacity Allocation Scheme for Co-phase Traction Power Supply and Energy Storage System in Electrified Railways

  • 摘要:

    为进一步降低电气化铁路对三相电网的负序影响,兼顾牵引变电所节能经济运行,提出了一种电气化铁路同相储能供电系统能量管理策略和容量配置方案. 首先,以三相电压不平衡度限值为约束,确定了不同负序超标情况下储能装置启动阈值;而后,建立了储能供电系统负序补偿模型,计算储能装置充放电电流;最后,以牵引变电所实测数据为例,给出储能装置容量配置方案,并计算验证了所提能量管理策略的可行性和正确性. 研究结果表明:该同相储能供电系统通过实时控制储能装置充放电,可实现负序满意度补偿、负荷削峰填谷、兼顾再生能量利用,负序补偿度由储能装置放电功率决定,削峰填谷效果和再生能量利用率由储能装置启动阈值和储能容量决定;储能容量一定时,越小阈值,再生制动能量利用率越高.

     

  • 图 1  同相储能供电系统

    Figure 1.  Co-phase power supply and energy storage system

    图 2  同相储能供电系统端口电压矢量图

    Figure 2.  Voltage vector diagram of port in co-phase power supply and energy storage system

    图 3  负序电压不平衡度排列曲线

    Figure 3.  Sequence curve of negative-sequence voltage unbalance degree

    图 4  同相储能供电系统工况

    Figure 4.  Working conditions of co-phase power supply and energy storage system

    图 5  不同工况负序相量图

    Figure 5.  Negative-sequence phasor diagram under different working conditions

    图 6  有功功率曲线

    Figure 6.  Curve of real-time active power

    图 7  连续放电时间频率分布

    Figure 7.  Time-frequency distribution of continuous discharge

    图 8  某时段牵引变电所工作状态

    Figure 8.  Working state of traction substation in certain period

    图 9  安装储能装置前后负序电压不平衡度排列曲线

    Figure 9.  Sequence curve of negative-sequence voltage unbalance degree with and without energy storage system

    图 10  牵引变电所总负荷

    Figure 10.  Total load of traction substation

    图 11  再生能量吸收情况

    Figure 11.  Absorption of regenerative energy

    图 12  再生制动能量利用率与启动阈值的关系

    Figure 12.  Relationship between regenerative braking energy utilization and starting threshold

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-02
  • 修回日期:  2021-07-05
  • 网络出版日期:  2022-11-05
  • 刊出日期:  2021-09-08

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