一种用于储能式有轨电车工程供电网络的组成及运行方法与流程

本发明涉一种用于储能式有轨电车工程供电网络的组成及运行方法, 主要是以电车自带储能装置、分布式供电以及20kV中压供电等级为前置条件，构建新型有轨电车供电网络。

背景技术：

传统有轨电车一般采用10kV电压、分布式供电、双母线冗余环网的供电网络形式，其缺点为输电容量小，供电范围短，设计安全冗余度过高，供电设备较多，变电所占地面积大，母线电缆使用较多，工程造价高。

20kV中压为国际标准电压级。输电容量及供电范围适中，比10kV系统大。设备完全实现国产化；变电所土建面积远小于国产35kV设备，有利减小工程投资；10kV中压为国家标准电压级。输电容量较小、供电范围较短；设备、变电所土建体积适中，已实现国产化。双母线冗余设计为引入两条线路，一路母线正常使用线路，一路母线为备用线路。

目前，全线的牵引降压混合变电所被分成若干个供电分区，每个供电分区为不超过3个车站供电；其中一个供电分区从城市电网就近引进两路10kV电源；中压网络采用双环网接线方式，牵引降压混合变电所的环网进线开关均采用断路器；两个相邻供电分区间通过两路电缆联络，首尾两个供电分区之间采用一路电缆连接，形成环形网络。牵引降压混合变电所的主接线，均采用分段单母线形式。

通过外部市政电源引入两路10kV电源至某一个供电分区，以此供电分区为中心点向此中心点两边的供电分区通过“手拉手”的形式串联起来，线路两端的供电分区之间用一根电缆再次连接，形成环形网络。每个供电分区负责2-3座车站的牵引和动力电。供电正常时，由两路10kV电源给线路供电，它们之间的母线处于断开状态,一旦引入的某一路市政电源发生故障，则母线连通，全线改由单电源供电；当线路中任意一个供电分区发生故障时，其余供电分区不会受此影响，故障供电分区的线路车站退出运营，其余车站正常供电，列车行驶至正常供电车站进行充电。

现有技术的缺点在于供电系统安全冗余度过高，供电系统造价过高，变电所冗余配置多，造成变电所土地占用面积过大，建筑面积偏高，对城市景观影响较大。外电源采用的10kV供电臂范围有限，对有轨电车线路长度有一定限制，如线路过长，则相应需要增加外电源接入的数量以及增加变电所的个数，引起造价的增加。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有有轨电车工程供电网络的繁杂，投资过高，安全冗余度过高的缺点，提供一种用于储能式有轨电车工程供电网络的组成及运行方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供的用于储能式有轨电车工程供电网络的组成方法，其特征在于：步骤如下：

S1、选取两座开闭所的位置，需满足处于线路的中心区域且跨度不超过5个车站，引入外部电源20kV，开闭所之间采用20kV单母线连接；

S2、选取N座牵引降压混合所，将其划分为2个供电分区网络，并满足相互间隔组网，同一供电分区网络牵引降压混合所之间的连接电缆电压等级为20kV；

S3、每座开闭所与1个供电分区中的1个牵引降压混合所采用单母线方式进行连接，与开闭所连接的牵引降压混合需满足：连接开闭所和牵引降压混合所的两根单母线连接距离之和最小；

S4、每个牵引降压混合所给2-3个车站供电，供电电缆为DC750V和AC380V。

本发明还提供了用于储能式有轨电车工程供电网络的运行方法，其具有两座开闭所和N座牵引降压混合所，所述N座牵引降压混合所划分为2个供电分区网络并满足相互间隔组网，每座开闭所与1个供电分区中的1个牵引降压混合所采用单母线方式进行连接，每个牵引降压混合所为2-3个车站供电；所述运行方法步骤如下：

T1、正常模式运行：由两座开闭所分别通过与之连接的牵引降压混合所向供电分区网络供电，牵引降压混合所向相应车站供电，有轨电车在停靠车站时进行充电；

T2、当一路引入电源故障，断开故障一侧开闭所，两个开闭所之间母线连通，无故障侧开闭所通过开闭所间母线给故障侧开闭所对应的供电分区网络供电；引入电源故障排除后，断开开闭所之间的母线，供电网络按正常模式运行；

T3、当供电分区网络出现故障，则切除故障牵引降压混合所及其下游牵引降压混合所，被切除的牵引降压混合所停止向相应车站供电，有轨电车由车载储能装置提供动力通过无电车站至正常运行的车站充电，直至故障排除转为正常运行模式；

T4、如2个供电分区网络故障造成全部车站无电，则车辆退出运营，直至故障排除转为正常运行模式。

本发明结合储能式有轨电车的特点，针对现有有轨电车工程供电网络的繁杂，投资过高，安全冗余度过高，提供一种简单、适当、造价低的供电网络组成方法，可满足储能式有轨电车运营安全可靠的供电要求，满足潮流计算、负荷分配平衡以及简单的系统接线方式的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明用于储能式有轨电车工程供电网络示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明用于储能式有轨电车工程供电网络示意图。本实施例用于储能式有轨电车工程供电网络的组成方法，步骤如下：

S1、选取两座开闭所KB1和KB2的位置，需满足处于线路的中心区域且跨度不超过5个车站，引入外部电源20kV，开闭所之间采用20kV单母线连接。

S2、选取5座牵引降压混合所，将其划分为2个供电分区网络，并满足相互间隔组网，同一供电分区网络牵引降压混合所之间的连接电缆电压等级为20kV；图中，牵引降压混合所A、C、E组成一个供电分区网络，牵引降压混合所B、D组成一个供电分区网络。

S3、每座开闭所与1个供电分区中的1个牵引降压混合所采用单母线方式进行连接，与开闭所连接的牵引降压混合需满足：连接开闭所和牵引降压混合所的两根单母线连接距离之和最小。本例中，开闭所KB1牵引降压混合所B之间采用单母线方式进行连接，开闭所KB2牵引降压混合所C之间采用单母线方式进行连接。

S4、每个牵引降压混合所给2-3个车站供电，供电电缆为DC750V和AC380V。

本实施例用于储能式有轨电车工程供电网络的运行方法，步骤如下：

T1、正常模式运行：由两座开闭所分别通过与之连接的牵引降压混合所向供电分区网络供电，牵引降压混合所向相应车站供电，有轨电车在停靠车站时进行充电；

T2、当一路引入电源故障，断开故障一侧开闭所，两个开闭所之间母线连通，无故障侧开闭所通过开闭所间母线给故障侧开闭所对应的供电分区网络供电；引入电源故障排除后，断开开闭所之间的母线，供电网络按正常模式运行；

T3、当供电分区网络出现故障，则切除故障牵引降压混合所及其下游牵引降压混合所，被切除的牵引降压混合所停止向相应车站供电，有轨电车由车载储能装置提供动力通过无电车站至正常运行的车站充电，直至故障排除转为正常运行模式；

T4、如2个供电分区网络故障造成全部车站无电，则车辆退出运营，直至故障排除转为正常运行模式。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。