一种考虑山区路段牵引网电压波动及谐波治理的车载储能型解决方案

陈剑箫，王英,2，陈小强,2，贺彦强，李琪瑶

(1.兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州730070；2.兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室，甘肃 兰州730070)

近年来，我国电气化铁路向着高速化、重载化方向发展，牵引负荷大功率、高密度的运行特性不断影响牵引网电压。且随着高速铁路运行范围不断扩大，多条铁路线路开设在山区路段，保证该特殊路段牵引网电压稳定是高速列车行车安全可靠的必要条件[1]。然而，因山区路段外部电源供电线路较长、线路空载电压高等原因，其牵引供电系统保持牵引网电压稳定的供电能力较为薄弱[2]，我国大量山区线路存在坡度超过6‰，长度超过8 km；坡度超过12‰，长度5 km以上或坡度超过20‰，长度2 km的长大坡道路段。部分复杂艰险山区铁路线路坡度已超过20‰，如川藏铁路为克服巨大高程障碍，设计坡度已达到30‰[3]。目前国内外学者围绕电气化铁路牵引网电压稳定展开了广泛研究。当列车运行于山区路段，可能产生因列车运行工况带来的牵引网电压抬升与降落[3]及谐波电流注入导致的牵引网谐振过电压[4]。针对列车处于该特殊路段因列车运行工况带来的牵引网电压波动，王争鸣[5]提出可采用提高牵引变电所端电压或通过调度进行区段内限车等措施来解决上坡段列车需求功率大及列车过分相后全功率加速带来的牵引网压降低问题。对于下坡段列车产生大量再生制动能量致使牵引网压升高的问题，目前行车产生的再生制动能量多回馈至公用电网或被同一供电臂处于非再生制动工况的列车消耗[6−7]，但该方案不能使得再生制动能量得到有效利用。……