本技术涉及一种跨海铁路交直流混合供电系统及其控制策略,旨在提升跨海峡铁路的供电可靠性和灵活性。系统由两套三相电力系统、两个中心所、海上风电系统构成,通过优化控制方法实现高效能源管理,确保跨海峡铁路稳定运行。
背景技术
面向跨海峡铁路重大工程需求,我国既有的铁路牵引供电系统无法保证长距离跨海隧道的稳定安全供电,难以实现列车在“陆地-海峡-陆地”区段的全程连贯运行,且在海底隧道建设可以接入外电的牵引变电所十分困难。
目前在我国铁路隧道中主要采用将相对简单、占地较小的分区所、自耦所等设于铁路隧道内,牵引变电所设于隧道外的方式,实现了较长距离的隧道供电。但是牵引变压器降压后输出的两供电臂间相位、幅值和频率难以完全一致,需要进行分区供电,并且牵引负荷为单相负荷,反映至三相电网会产生负序电流,造成三相电压不平衡,同时还存在无功和谐波等问题。对于国外的长距离跨海隧道,英法海峡隧道采用2×25kV供电方式,英法两国的两端变电所提供225kV以及25kV牵引网供电,通过隧道内自耦变压器减小牵引网压降,但是由于牵引负荷为单相负荷,同样存在无功、负序等问题,因此沿线加装了大量的静止无功补偿器(SVC)装置;丹麦厄勒海峡隧道从丹麦和瑞典国家电网引入电源作为供电,正常情况下由丹麦电网供电,瑞典电网作为后备,若丹麦电网侧发生问题即切换至瑞典电网,该方案适用于隧道两端供电制式不同的情况,但是不适用于长距离海峡隧道供电。
对于较长距离的跨海峡铁路,若海峡两侧的电力系统供电制式不一致,所需牵引供电系统不仅需要保证全线连贯供电且具有良好的电能质量,还需考虑电力系统的兼容问题。另外,海峡中一般存在较为丰富的风电资源,能否充分利用海上风电资源也成为较为重要的考量因素。既有的牵引供电系统由于存在电分相无法实现贯通供电,系统中存在一定的电能质量问题,同时也无法兼容两端电力系统,而且其结构决定了其难以接入风电等新能源,因此亟需设计一种用于跨海峡铁路的供电系统,并对系统能量进行协调控制。
实现思路