【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地铁供电，尤其涉及一种基于地铁供电系统的能量管理方法。
技术介绍
1、在城市供电中，地铁供电为城市供电一级负荷，也是城市供电中的用电大户。城市轨道交通行业运营用电总电量可分为牵引用电、车站用电、车辆段等场所产生的办公用电，其中车站用电主要分为动力用电及照明用电。动力用电涵盖内容较多，主要划分环控用电、门梯用电、消防给排水用电、弱电系统用电等。
2、地铁供电为系统主要由外部电源、牵引供电系统和动力照明系统构成。牵引供电系统是整个供电系统的核心部分，主要由牵引变电所和牵引网组成，其中，牵引网按照牵引电流制式的不同可分为三相交流牵引网、单相交流牵引网和直流牵引网3种；牵引变电所种普遍采用整流变压器和24脉波整流机组将35kv中压电进行降压整流成直流1500v形成牵引网。动力照明系统设置在降压变电所内，降压变电所可与牵引变电所合建成牵引混合变电所，或仅为单独的降压变电所，通过降压变压器400v,供地铁动力照明负荷使用。
3、地铁运营主要能耗分布在牵引供电、环控、电扶梯和照明等设备中，牵引用电占地铁能耗的45％，环控占地铁能耗的22％，电扶梯占地铁能耗的1.5％，照明占地铁能耗的3.5％,机电专业设备的用电占据地铁日常运营总能耗的28％。
4、现有技术方案的系统图见附图1。由附图1可知，中压35kv由110kv主变压器降压形成，动力照明用电400v由35kv通过降压变压器变压到400v,35kv通过牵引变压器降压后，通过24脉波整流装置整流后形成直流1500v牵引网，列车通过直流1500v
5、光伏系统发电并网到35kv,自发自用。当光伏发电高于负荷需求时，光伏发电不能并网到110kv,能量利用率不高。在35kv侧通过增加储能装置，吸收光伏多余的电量，在地铁负荷过高的时候，释放储能存储的能量，对储能电池利用率不高，没有具体关于光储能量的管理，不仅使得光伏利用率不高，储能的能量存储的特性也没有完全发挥，造成能量利用率不高，投资成本高，收益低。
6、对于地铁制动时产生的制动能量，在直流1500v牵引网上通过能馈装置、牵引变压器回馈到35kv电网上，由35kv电网进行能量分配。现有技术的缺点为：
7、1)光伏使用率不高，针对光伏的发电特性没有和地铁负荷曲线相结合；
8、2)光储结合能量管理利用率不高，光伏发电特性和地铁负荷曲线相反，针对储能系统的利用率不高；
9、3)光储利用效率不高，光储并网到35kv,再经过牵引变压器、辅助用变压器降压到直流1500v牵引网，辅助用电400v,能量转换环节多，效率损失高；
10、4)系统成本高，能量利用率低。在地铁供电系统除了24脉波整流装置，增加了能馈装置通过能馈装置将地铁制动能回馈到35kv母线上，不仅增加成本，制动能量利用效率不高；
11、5)光储投资成本高，但光储收益低。光储能量管理粗放，没有结合地铁负荷曲线还有电网价格，造成收益低，投资回收年限延长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，一方面，提供了一种地铁供电系统，包括动力照明系统和牵引供电系统，中压35kv电网通过变压器降压后为所述动力照明系统和牵引供电系统供电，所述牵引供电系统包括牵引变压器、双向变流装置和直流1500v牵引网，中压35kv母线通过所述牵引变压器变压后，连接至所述双向变流装置的输入端，所述双向变流装置的输出端连接至所述直流1500v牵引网，在所述直流1500v牵引网上连接有光储系统。
2、进一步地，所述光储系统包括光伏系统和储能系统，所述光伏系统和储能系统在所述直流1500v牵引网上并网。
3、进一步地，地铁制动能量可通过所述双向变流装置馈能到中压35kv电网中。
4、另一方面，本专利技术提供了一种基于地铁供电系统的能量管理方法，根据地铁运行负荷特性将每日地铁运营时间段划分为早高峰时段、其他时段和晚高峰时段，根据每日中压35kv电网为地铁供电所产生的电网价格变化将电网价格划分为电网价格峰段、电网价格平段以及电网价格谷段，
5、将电网价格、地铁运营时间和光伏发电特性相结合，将地铁牵引供电方式划分为以下几类:
6、(1)当电网价格处于峰段，且是早峰段时，同时地铁运营处于早高峰时段，地铁牵引供电方式为“储能+光伏+电网”，
7、(2)当电网价格处于峰段，且是价格晚峰段，同时地铁运营处于晚高峰时段，地铁牵引供电方式为“储能+电网”，
8、(3)当电网价格处于平段，且地铁处于其他时段，地铁牵引供电方式为“电网+光伏”，
9、(4)电网价格处于谷段，且地铁停止运营，地铁牵引供电系统不需要为地铁运行供电。
10、进一步地，所述地铁牵引供电方式为“储能+光伏+电网”的具体方法为：
11、当地铁运营处于早高峰时段，地铁牵引负荷需求大，且处于电网峰段，优先使用储能系统中存储的电能为地铁牵引网供电，当储能系统放电到截止soc时，储能系统停止供电，再使用光伏发电的方式为地铁牵引网供电，若光伏发电在电网价格早峰段不能满足地铁牵引网供电，则需要电网为地铁牵引网供电。
12、进一步地，所述地铁牵引供电方式为“储能+电网”的具体方法为：
13、当地铁运营处于晚高峰时段，地铁牵引负荷需求大，且处于电网峰段，优先使用储能系统中存储的电能对地铁牵引网供电，当储能系统储能放电到截止soc时，储能系统停止供电，此时需要电网为地铁牵引网供电。
14、进一步地，针对地铁制动时产生的电能可以存储到储能系统中，也可以通过双向变流装置馈能到中压35kv电网中。
15、进一步地，所述地铁牵引供电方式为“电网+光伏”的具体方法为：
16、电网价格处于平段，且地铁运营处于其他时段，地铁牵引负荷需求小，优先使用电网供电，光伏所发电量为储能系统充电储能，储能系统充电到截止soc，若光伏仍然产生电量，则被用于地铁牵引网供电。
17、进一步地，当电网价格处于谷段，且地铁停止运营，通过直流1500v牵引网为储能系统充电到截止soc。
18、本专利技术相比现有技术具有以下优点：
19、本专利技术将电网价格、地铁运营时间和光伏发电特性相结合，在直流1500v牵引网上直接连接光储系统，
20、(1)提高了地铁供电系统中的光伏利用率，减少弃光率；
21、(2)提高了储能系统的利用率，提升光储结合的使用率；
22、(3)提高光储系统转换效率，减少效率损失；
23、(4)降低地铁供电成本，提高能量回收效率；
24、(5)结合地铁负荷特性和电网价格特性，优化光储能量管理方法，对储能进行两充两放。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地铁供电系统，包括动力照明系统和牵引供电系统，中压35kV电网通过变压器降压后为所述动力照明系统和牵引供电系统供电，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的地铁供电系统，其特征在于，所述光储系统包括光伏系统和储能系统，所述光伏系统和储能系统在所述直流1500V牵引网上并网。
3.根据权利要求1所述的地铁供电系统，其特征在于，地铁制动能量可通过所述双向变流装置馈能到中压35kV电网中。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，根据地铁日运行负荷特性将每日地铁运营时间段划分为早高峰时段、其他时段和晚高峰时段，根据每日中压35kV电网为地铁供电所产生的电网价格变化将电网价格划分为电网价格峰段、电网价格平段以及电网价格谷段，
5.根据权利要求4所述的基于地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，所述地铁牵引供电方式为“储能+光伏+电网”的具体方法为：
6.根据权利要求4所述的基于地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，所述地铁牵引供电方式为“储能+电网”的具体方法为：
7.根
8.根据权利要求4所述的基于地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，所述地铁牵引供电方式为“电网+光伏”的具体方法为：
9.根据权利要求4所述的基于地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，当电网价格处于谷段，且地铁停止运营，通过直流1500V牵引网为储能系统充电到截止SOC。
...【技术特征摘要】
1.一种地铁供电系统，包括动力照明系统和牵引供电系统，中压35kv电网通过变压器降压后为所述动力照明系统和牵引供电系统供电，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的地铁供电系统，其特征在于，所述光储系统包括光伏系统和储能系统，所述光伏系统和储能系统在所述直流1500v牵引网上并网。
3.根据权利要求1所述的地铁供电系统，其特征在于，地铁制动能量可通过所述双向变流装置馈能到中压35kv电网中。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的地铁供电系统的能量管理方法，其特征在于，根据地铁日运行负荷特性将每日地铁运营时间段划分为早高峰时段、其他时段和晚高峰时段，根据每日中压35kv电网为地铁供电所产生的电网价格变化将电网价格划分为电网价格峰段、电网价格平段以及电网价格谷段，
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷智，王伟，司向飞，董启政，牛一疆，盛怡，
申请(专利权)人：西安中车永电电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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