一种抑制车网低频振荡的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种抑制车网低频振荡的方法及系统，包括将网压幅值给定值U*N与网压幅值UN进行做差处理，依据差值得到网侧无功电流给定值I*q；依据网侧无功电流给定值I*q、网侧滤波电感值LN、网侧等效电阻值RN及依据uN(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号uab(t)'；依据直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)″；将第二初始调制信号uab(t)″与第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到差值uab(t)，并将差值uab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。本发明专利技术有效地抑制车网系统低频振荡的发生，不会增加硬件成本，没有额外投入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力机车
，特别是涉及一种抑制车网低频振荡的方法及系统。
技术介绍
车网系统包括接触网和机车，机车包括网侧整流器、为网侧整流器提供调制信号uab(t)的PWM发生器、牵引逆变器和辅助逆变器，现有技术中，电力机车升弓后，网(接触网)压、网流侧会出现振荡，网侧整流器输出的直流电压也会出现振荡，这种现象也称为车网低频振荡。车网低频振荡现象在我国的多个路局都存在，后通过分析发现实际发生的几次低频振荡事故均与接入接触网的机车数目、运行状态都有关系，其共同点是接入的机车都为静止空载状态，牵引逆变器没有工作，仅有辅助逆变器通过网侧整流器供电；机车数量较少时，不会发生低频振荡现象，当接入空载机车的数量增加时，车网系统有可能进入低频振荡状态，网压和网流呈现低频波动，机车的直流电压也有振荡。可见，机车负载越轻，车网系统的阻尼越低，车网系统的稳定性就越差，越容易发生振荡。从行车安全方面来说，车网低频振荡会导致大量的机车牵引封锁无法正常启动，甚至在车网耦合振荡过程中会出现电压电流波动较大的现象，当电压电流过高时，在机车上会导致高压设备绝缘损坏、电压互感器击穿等事故,在接触网上会导致接触网烧毁、补偿电容器组爆炸等事故。目前对于车网低频振荡的抑制主要是通过调度及车辆运行组织方面的措施，避免在同一个供电区间包含多个空载机车，或是通过修改网侧整流器电压控制环节比例系数的方式，来提高牵引供电系统的运行稳定性。但是这些抑制措施都是被动的，效果不是非常理想。另外，还有利用在变电所增加SVG(StaticVarGenerator，静止无功发生器)，来改变接触网的阻抗特性，来抑制系统振荡的发生，该方法有一定的效果，但是要增加额外的投入，成本高。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抑制车网低频振荡的方法，能够有效抑制车网系统的低频振荡，提高了车网系统的稳定性，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好；本专利技术的另一目的是提供一种抑制车网低频振荡的系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抑制车网低频振荡的方法，包括：获取网侧电压瞬时值uN(t)、网压幅值给定值U*N、网压幅值UN、网侧电流瞬时值iN(t)、直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id、直流侧输出电压给定值Ud*、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN；将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q；依据所述网侧无功电流给定值I*q、网侧滤波电感值LN、网侧等效电阻值RN以及依据所述uN(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号uab(t)'，其中，uab(t)'＝I*q(RNcosωt-ωLNsinωt)；依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”；将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到差值uab(t)，其中，uab(t)＝uab(t)”-uab(t)'，并将所述差值uab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。优选地，所述将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q的过程具体为：将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，得到第一差值；对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I*q。优选地，所述依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”的过程具体为：将所述直流侧输出电压给定值Ud*与所述直流侧输出电压Ud进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到阻抗压降uZ(t)，其中，将所述网侧电压瞬时值uN(t)与所述阻抗压降uZ(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号uab(t)”，其中，优选地，该方法还包括：依据所述网侧无功电流给定值I*q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值iN(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号uab(t)”'，其中，将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号uab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述uab(t)，其中，为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种抑制车网低频振荡的系统，包括：参数获取单元，用于获取网侧电压瞬时值uN(t)、网压幅值给定值U*N、网压幅值UN、网侧电流瞬时值iN(t)、直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id、直流侧输出电压给定值Ud*、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN；网侧无功电流给定值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q；第一初始调制信号计算单元，用于依据所述网侧无功电流给定值I*q、网侧滤波电感值LN、网侧等效电阻值RN以及依据所述uN(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号uab(t)'，其中，uab(t)'＝I*q(RNcosωt-ωLNsinωt)；第二初始调制信号计算单元，用于依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”；最终调制信号计算单元，用于将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到差值uab(t)，其中，uab(t)＝uab(t)”-uab(t)'，并将所述差值uab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。优选地，所述网侧无功电流给定值计算单元包括：第一差值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，得到第一差值；第二差值计算单元，用于对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；网侧无功电流给定值计算子单元，用于对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I*q。优选地，所述第二初始调制信号计算单元包括：网侧有功电流给定值的幅值计算单元，用于将所述直流侧输出电压给定值Ud*与所述直流侧输出电压Ud进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值给定电流有功分量计算单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，包括：获取网侧电压瞬时值uN(t)、网压幅值给定值U*N、网压幅值UN、网侧电流瞬时值iN(t)、直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id、直流侧输出电压给定值Ud*、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN；将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q；依据所述网侧无功电流给定值I*q、网侧滤波电感值LN、网侧等效电阻值RN以及依据所述uN(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号uab(t)'，其中，uab(t)'＝I*q(RN cosωt‑ωLN sinωt)；依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”；将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到差值uab(t)，其中，uab(t)＝uab(t)”‑uab(t)'，并将所述差值uab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。...

【技术特征摘要】
1.一种抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，包括：获取网侧电压瞬时值uN(t)、网压幅值给定值U*N、网压幅值UN、网侧电流瞬时值iN(t)、直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id、直流侧输出电压给定值Ud*、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN；将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q；依据所述网侧无功电流给定值I*q、网侧滤波电感值LN、网侧等效电阻值RN以及依据所述uN(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号uab(t)'，其中，uab(t)'＝I*q(RNcosωt-ωLNsinωt)；依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”；将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到差值uab(t)，其中，uab(t)＝uab(t)”-uab(t)'，并将所述差值uab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。2.如权利要求1所述的抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，所述将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I*q的过程具体为：将所述网压幅值给定值U*N与所述网压幅值UN进行做差处理，得到第一差值；对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I*q。3.如权利要求1所述的抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，所述依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电压给定值Ud*、直流侧输出电流Id、网压幅值UN、网侧电压瞬时值uN(t)、网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到第二初始调制信号uab(t)”的过程具体为：将所述直流侧输出电压给定值Ud*与所述直流侧输出电压Ud进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值依据所述直流侧输出电压Ud、直流侧输出电流Id以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值LN以及网侧等效电阻值RN得到阻抗压降uZ(t)，其中，将所述网侧电压瞬时值uN(t)与所述阻抗压降uZ(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号uab(t)”，其中，4.如权利要求3所述的抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，该方法还包括：依据所述网侧无功电流给定值I*q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值iN(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号uab(t)”'，其中，将所述第二初始调制信号uab(t)”与所述第一初始调制信号uab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号uab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述uab(t)，其中，5.一种抑制车网低频振荡的系统，其特征在于，包括：参数获取单元，用于获取网侧电压瞬时值uN(t)、网压幅值给定值U*N、网压幅值UN、网侧电流瞬时值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，何多昌，梅文庆，张志学，张宇，徐立恩，应婷，陈柳松，谭娟，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43