新能源铁路牵引供电系统运行控制方案

我国电气化铁路发展迅速，用能持续增加，带来的环境影响也日益加剧。充分利用铁路沿线自然禀赋发电，服务电气化铁路，可满足不断增长的能源需求，促进“碳达峰”与“碳中和”目标的实现。光伏发电技术趋于成熟，越来越多的铁路部门建设了铁路沿线光伏发电项目。而在电气化铁路场景中，光伏发电如何稳定可靠并网并匹配机车负荷特性是亟待解决的问题。

光伏发电单相或两相接入分相牵引供电系统的结构存在无功环流、实施复杂等问题。成果提出在牵引侧三相接入光伏发电的方案，利用V/V三相—两相变压器构造三相交流低压母线，而后可采用商业化程度高的三相光伏逆变器便捷地将光伏发电单元三相并联接入低压母线。同时，借鉴多功能逆变器，合理配置光伏逆变器正、负序（双序）电流指令，即可实现所需控制目标。然而现有指令配置大多以满足光伏并网功率特性为目标，而很少考虑实际负荷特性，难以匹配铁路负荷供电需求。

因此，在光伏三相接入牵引供电系统的结构基础上，该成果综合考虑光伏并网和单相机车负荷特性，提供了一种如图1所示的分相电流控制方法。该方法无需相序分离，充分利用了牵引侧和光伏逆变器各相之间的对应关系，根据光伏发电并网、机车负荷供电、负序电流补偿等目标的优先级来配置各相输出电流指令，即可实现多重目标的统一控制。图2（a）所示的电流指令方案1以机车负荷供电目标为主，图2（b）所示的电流指令方案2以光伏功率输出和负序电流补偿目标为主。