光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统模式研究.docxVIP

提 市 轨 交 2 0 1 4 年 光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统模式研究* 倪卫标 沈小军2 赵时旻3 张 翼2 (1.上海铁路局供电检测所，200071,上海；2.同济大学电气工程系，200092,上海； 3.上海申通地铁集团有限公司，201103,上海//第一作者，工程师) 摘 要 城市轨道交通具有应用分布式光伏发电系统的广 阔空间。以上海城市轨道交通为例，开展了光伏发电接入城 轨交通供电系统的可行性与并网方式研究。理论计算及仿 真分析结果表明，光伏发电接入城轨交通供电系统是可行 的。光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统具有交流并 网和直流并网2种模式。交流并网模式具有控制策略简单 成熟的优点；直流侧并网模式通过控制策略优化补偿牵引网 电压减少接触网损耗，具有提高城轨交通牵引供电质量和节 能的双重作用。 关键词 城市轨道交通；光伏发电；交流并网；直流并网； 节能 中图分类号 U231.8 Grid Modes of PV Generation System in Urban Rail Transit Power Supply Ni Weibiao, Shen Xiaojun, Zhao Shimin, Zhang Yi Abstract Urban rail transit provides a broader space for the application of photovoltaic generation system. In this paper, Shanghai rail transit is taken as an example to study the feasi- bility and grid mode of PV power generation system in urban rail transit power supply. Theoratical calculation and simulation analysis show that PV generation applied in the energy conser- vation of urban rail transit is feasible. There are two grid modes: AC grid and DC grid, the former features simple and mature control strategy, while the later can compensate the traction network voltage by optimizing the control strategy to reduce catenary power losses, so it has the dual roles of im- provingthe quality of urban rail transit traction power supply and saving the energy. Key words urban rail transit; photovoltaic(PV)power generation; AC grid; DC grid; energy conservation First-authors address Electrical Detection Department of Shanghai Railway Bureau,200071,Shanghai,China 随着城市轨道交通(以下简称“城轨”)的快速发 展，城轨已成为城市的主要耗能大户，其节能减排问 题日益突出。光伏发电作为一种清洁能源，具有无 污染、无噪声的特点，随着技术的进步，其应用领域 在不断扩大。德国、荷兰、奥地利等国家已经开展了 沿高速公路沿线安装光伏声屏障，并就地利用的研 究[。城轨沿线所建的停车场、车辆段以及高架线 路，其场地上的优势为光伏发电系统在城轨中的应 用提供了广阔的前景[2-3]。实现光伏的终端利用对 城轨和整个社会的节能减排，均具有重要的意义，因 此有必要开展光伏发电系统在城轨供电系统中的相 关应用研究。 1 光伏发电应用可行性分析 城轨沿线所建的地面停车场、车辆段，以及高架 线路两侧、建筑物屋顶，其场地上的优势可以作为分 布式光伏发电应用的新兴平台[4-5]。以上海轨道交 通3号线高架线路为例，典型牵引变电站间距离3 km, 设置光伏电池与法线夹角α=27°,参照图1中所 示的尺寸及安装方式，单侧可安装面积