Zwei-Stufen-Leistungsflussmanagement für flexible Abschnittsposten elektrischer Eisenbahnen unter Berücksichtigung von NSC und Spannungsregelung

Dieses Papier schlägt einen flexiblen Abschnittsposten (FSP) vor, der einheitliche Leistungsflussregler, Photovoltaikanlagen (PVs) und Energiespeichersysteme (ESSs) in bestehende einphasige elektrische Eisenbahnen (ERs) integriert. Dieser FSP bietet mehr räumliche und zeitliche Leistungsflexibilität für ERs als bestehende FSP-Schemata. Um die Komplexität der Betriebseinschränkungen des vorgeschlagenen FSP zu reduzieren, wird ein Modell der aktiven und reaktiven Leistungsflexibilität abgeleitet. Anschließend wird eine Zwei-Stufen-Leistungsflussmanagementstrategie vorgeschlagen, die die Leistungsflexibilität des FSP vollständig nutzt, um einen multi-objektiven Betrieb zu erreichen. Die erste Stufe optimiert die Ausgangsleistung der ESSs und die aktive Austauschleistung zwischen dem FSP und gebundenen TSSs. Ziel ist es, PV- und regenerative Bremsenergie zu nutzen und die maximale Leistungsnachfrage der gebundenen TSSs zu reduzieren. Die zweite Stufe optimiert die reaktive Austauschleistung zwischen dem FSP und TSSs, um die Fahrnetzspannungen zu stabilisieren. Darüber hinaus wird eine auf Austauschleistung basierende NSC-Beschränkung verwendet, um zu verhindern, dass die Austauschleistung die negative Folgen der Sequenzströme (NSC) der gebundenen TSSs verschärft. Eine dynamische Einschränkung der variationsbedingten Austauschleistung basierend auf der Spannungsstärke soll die Systemdynamik verbessern, während die Betriebseinschränkungen des FSP gewährleistet bleiben. Schließlich wird die Machbarkeit des vorgeschlagenen Schemas durch Hardware-in-the-Loop-Tests überprüft.