制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统和控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统和控制方法，控制系统包括用于设置在供电系统的配电变压器与中压环网连接处、且位于配电变压器出口的用于检测电流方向的防逆流监测装置，防逆流监测装置与SCADA监控系统通讯连接，SCADA监控系统用于与各制动回馈变流器通信连接。本发明利用现有的系统结构，在各防逆流监测点处设置防逆流监测装置，实时检测监测点处配电变压器侧的电流方向，当检测到有逆向电流时，将逆流信号通过SCADA监控系统下发到每个地铁制动回馈装置，控制其减小对中压环网的回馈输出功率直至逆流信号消失。该方法简便易行，根据实际情况智能控制，能够防止供电系统逆流的发生，避免对高压电网的安全可靠运行造成影响。
【专利说明】制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于再生制动能量回馈领域，具体涉及一种制动回馈装置对供电系统的防逆流控制方法。
【背景技术】
[0002]城市轨道交通迅猛发展，目前城市轨道交通直流牵引供电系统一般是将高压电网(110KV)的电通过配电变压器转换至牵引变电所的35kV中压环网，再由中压环网利用牵引变压器和二极管整流器转换至直流接触网，电能只能从交流电网向直流电牵引接触网单向流动。由于站间距离较短，车辆需要频繁的启动和制动，车辆制动时产生的制动能量，除一部分被同区间的牵引状态机车吸收外，多余的则会导致直流电网电压升高，甚至损坏相关设备。传统的解决方法是在机车上或牵引变电所里设置电阻制动装置，但是这将造成电能的极大浪费并带来温升等问题。
[0003]在目前国际和国内社会日益注重节能增效的情况下，现在正在应用和研究的再生制动回馈装置显得十分必要，该装置不再将再生能量作为剩余电力处理掉，而是以逆变回馈并网的方式将地铁机车刹车制动时产生的多余能量从直流变换为交流回馈至中压交流电网，发挥地铁再生制动的优势，具有低碳节能、绿色环保、稳定可靠、投资低的突出优势，是未来地铁再生制动能量吸收的发展方向。
[0004]地铁回馈装置将回馈的能量馈送至整个地铁供电系统的35kV中压环网后，一般会被临近牵引的机车以及站点内部的扶梯、电梯、照明、空调等用电设施消耗掉，但是当站点内部耗电量小、临近机车较远、距离地铁供电系统对电网的连接处较近等情况下，可能会导致地铁再生制动回馈装置所回馈的电回灌到IIOkV侧高压电网，从而对电网的安全可靠运行造成影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统，以解决制动回馈至中压环网的电量无法充分利用造成的高压逆流问题，同时提供一种利用该防逆流控制系统的控制方法。
[0006]为了实现以上目的，本发明制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统所采用的技术方案是:包括用于设置在供电系统的配电变压器与中压环网连接处、且位于配电变压器出口的用于检测电流方向的防逆流监测装置，所述防逆流监测装置与SCADA监控系统通讯连接，所述SCADA监控系统用于与各制动回馈变流器通信连接。
[0007]本发明制动回馈装置对供电系统的防逆流控制方法所采用的技术方案是，该方法包括如下步骤:
[0008](I)各防逆流监测装置实时检测监测点处的电流方向，在检测到有逆向电流时，将逆流信号上传给SCADA监控系统；
[0009](2) SCADA监控系统将逆流信号下发至各制动回馈装置；[0010](3)正在回馈运行的制动回馈装置接收到逆流信号后，降低输出功率。
[0011]制动回馈装置降低输出功率是按照设定步长递减输出功率，直至逆流信号消失，并且维持当前的功率作为功率限幅输出，持续设定时间后再逐渐增大功率限幅值。
[0012]本发明的制动回馈装置对供电系统的防逆流控制方法利用现有的系统结构，在各防逆流监测点处设置防逆流监测装置，实时检测监测点处配电变压器侧的电流方向，当检测到有逆向电流时，将逆流信号通过SCADA监控系统下发到每个地铁制动回馈装置，控制其减小对中压环网的回馈输出功率直至逆流信号消失。该方法简便易行，根据实际情况智能控制，能够防止供电系统逆流的发生，避免对高压电网的安全可靠运行造成影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的防逆流控制系统原理图；
[0014]图2为本发明实施例的防逆流控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0016]如图1所示为本发明实施例的防逆流控制系统原理图，该控制系统应用于城市轨道交通的地铁领域中，由图可知，高压电网(110KV)通过配电变压器连接至牵引变电所的中压环网(35KV)，中压环网再经过牵引变压器和二极管整流器转换后连接至直流接触网。在正常牵引工况下，机车从直流接触网获取能量；在制动工况下，直流接触网的电压高于设定值，制动回馈装置启动，二极管整流器退出运行，机车通过制动回馈装置的制动回馈变流器将多余的电量回馈至中压环网，供地铁系统的照明及空调等车站设施使用，能量流动方向为机车、直流接触网、制动回馈变流器、中压环网。
[0017]制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统包括用于设置在供电系统的配电变压器与中压环网连接处、且位于配电变压器出口的用于检测电流方向的防逆流监测装置，防逆流监测装置与SCADA监控系统通讯连接，SCADA监控系统用于与各制动回馈变流器通信连接。
[0018]SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据米集与监视控制系统，是以计算机为基础的生产过程控制与电力调度自动化监控系统；可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的〃四遥〃功能。RTU (远程终端单元)，FTU (馈线终端单元)是它的重要组成部分.在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
[0019]本实施例的SCADA监控系统和防逆流监测装置为现有技术，在此不再赘述。
[0020]如图2所示，为了防止制动回馈至中压环网的电量无法充分利用出现高压逆流问题，本发明提供了制动回馈装置对供电系统的防逆流控制方法，具体包括如下步骤:
[0021](I)各防逆流监测装置实时检测监测点处配电变压器侧的电流方向，当检测到有逆向电流时(即电流方向从中压环网流向高压电网)，将逆流信号上传给SCADA监控系统；
[0022](2) SCADA监控系统将逆流信号下发至各制动回馈装置；
[0023](4)正在回馈运行的制动回馈变流器接收到逆流信号后，降低输出功率。
[0024]本实施例的降低输出功率是按照一定的步长递减输出功率的方式调节的，直至逆流信号消失，并且维持当前的功率作为功率限幅值Plimit输出，即Plimit=Pnow-AP,其中，Pnow为减少输出功率前制动回馈变流器的输出功率，△ P为直至逆流信号消失所减少的输出功率；持续设定时间后，再逐渐增大功率限幅值并清除限功率标志。
[0025]当发生逆流保护时，制动回馈装置由于功率限幅导致多余的能量由临近的制动电阻吸收装置吸收，既保证了整个地铁线路供电系统不会有逆流发生，也保证了直流接触网母线电压的稳定。
【权利要求】
1.一种制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统，其特征在于:包括用于设置在供电系统的配电变压器与中压环网连接处、且位于配电变压器出口的用于检测电流方向的防逆流监测装置，所述防逆流监测装置与SCADA监控系统通讯连接，所述SCADA监控系统用于与各制动回馈变流器通信连接。
2.一种利用权利要求1所述的制动回馈装置对供电系统的防逆流控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: (1)各防逆流监测装置实时检测监测点处的电流方向，在检测到有逆向电流时，将逆流信号上传给SCADA监控系统； (2)SCADA监控系统将逆流信号下发至各制动回馈装置； (3)正在回馈运行的制动回馈装置接收到逆流信号后，降低输出功率。
3.根据权利要求2所述的防逆流控制方法，其特征在于:制动回馈装置降低输出功率是按照设定步长递减输出功率，直至逆流信号消失，并且维持当前的功率作为功率限幅输出，持续设定时间后再逐渐增大功率限幅值。
【文档编号】H02J3/38GK103475028SQ201310438911
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】姚为正, 桑福环, 张海龙, 王林, 牛化鹏, 郑伊飞, 黄小有, 郑月宾 申请人:许继集团有限公司, 西安许继电力电子技术有限公司