动车组过电压控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种动车组过电压控制方法及系统。该动车组过电压控制方法包括：采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压；对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的谐波能量幅值；对中间直流电压进行波动检测，计算中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；根据多个谐波能量幅值判断网压是否产生高次谐波谐振趋势；根据多个电压波动峰值判断中间直流电压是否产生低频振荡趋势；当网压产生高次谐波谐振趋势时，控制动车组惰性运行；当中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息。本发明专利技术可以有效、及时地辨识故障，降低故障恶化演变趋势，最大限度地规避故障造成的影响，保证动车组运行安全。

Overvoltage Control Method and System of EMU

【技术实现步骤摘要】
动车组过电压控制方法及系统
本专利技术动车组
，具体地，涉及一种动车组过电压控制方法及系统。
技术介绍
我国电气化铁路中广泛采用交-直-交传动系统，其网侧变流器采用脉宽调制技术，具有谐波频谱宽、高次谐波不可忽略的特点。谐波电流不仅影响高速列车牵引传动系统的性能，还成为了牵引网谐振的激励源，导致车网系统产生谐波谐振过电压现象，谐波谐振会引起牵引网电压、电流的严重畸变，进一步使电力机车/动车组谐波电流增大，导致动车组与牵引供电系统形成谐振过电压，引起设备烧损。当多台电力机车/动车组处于空载/轻载的整备状态时，电力机车/动车组、牵引供电系统的电气量存在明显的低频振荡过电压现象，低频振荡现象一般由非线性负载取流诱发，不稳定电气量进一步通过牵引传动控制系统影响动车组取流，造成波动的进一步加剧，最终导致动车组牵引封锁，影响行车秩序。目前针对上述两种故障现象，运营中的动车组均采用阈值判断的方法进行保护，该方法虽然能最终实现故障下的隔离，但以动车组失电、变电所跳闸为代价，一定程度对行车秩序造成了不可挽回的影响。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种动车组过电压控制方法及系统，以有效、及时地辨识故障，降低故障恶化演变趋势，最大限度地规避故障造成的影响，保证动车组运行安全。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种动车组过电压控制方法，包括：采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压；对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的多个谐波能量，并将每个时间段的多个谐波能量中的最大值作为每个时间段的谐波能量幅值；对中间直流电压进行波动检测，计算中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；其中，谐波能量幅值的数量为多个，电压波动峰值的数量为多个；根据多个谐波能量幅值判断网压是否产生高次谐波谐振趋势；根据多个电压波动峰值判断中间直流电压是否产生低频振荡趋势；当网压产生高次谐波谐振趋势时，控制动车组惰性运行；当中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息。本专利技术实施例还提供一种动车组过电压控制系统，包括：采集单元，用于采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压；模态分析单元，用于对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的多个谐波能量，并将每个时间段的多个谐波能量中的最大值作为每个时间段的谐波能量幅值；波动峰值单元，用于对中间直流电压进行波动检测，计算中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；其中，谐波能量幅值的数量为多个，电压波动峰值的数量为多个；第一判断单元，用于根据多个谐波能量幅值判断网压是否产生高次谐波谐振趋势；第二判断单元，用于根据多个电压波动峰值判断中间直流电压是否产生低频振荡趋势；第一控制单元，用于控制动车组惰性运行；输出单元，用于输出低频振荡预警信息。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的动车组过电压控制方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的动车组过电压控制方法的步骤。本专利技术实施例的动车组过电压控制方法及系统，先对网压和中间直流电压进行分析计算以获得两个计算结果，并分别根据两个计算结果判断网压是否产生高次谐波谐振趋势，以及中间直流电压是否产生低频振荡趋势；当网压产生高次谐波谐振趋势时，控制动车组惰性运行；当中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息，以有效、及时地辨识故障，降低故障恶化演变趋势，最大限度地规避故障造成的影响，保证动车组运行安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例中动车组过电压控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例中采集动车组的网压和中间直流电压的示意图；图3是本专利技术第二实施例中动车组过电压控制方法的流程图；图4是本专利技术实施例中谐波能量幅值曲线的示意图；图5是本专利技术实施例中电压波动峰值曲线的示意图；图6是本专利技术实施例中动车组过电压控制系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术技术人员知道，本专利技术的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。鉴于现有技术对行车秩序造成了不可挽回的影响，本专利技术实施例提供一种动车组过电压控制方法，以有效、及时地辨识故障，降低故障恶化演变趋势，最大限度地规避故障造成的影响，保证动车组运行安全。以下结合附图对本专利技术进行详细说明。图1是本专利技术第一实施例中动车组过电压控制方法的流程图。如图1所示，动车组过电压控制方法包括：S101：采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压。图2是本专利技术实施例中采集动车组的网压和中间直流电压的示意图。如图2所示，在动车组的网压互感器上采集的网压，在动车组的整流器和逆变器之间采集动车组的中间直流电压，图2中的M为电机，a，b，c为三相电源线，N为地线。S102：对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的多个谐波能量，并将每个时间段的多个谐波能量中的最大值作为每个时间段的谐波能量幅值。S103：对中间直流电压进行波动检测，计算中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；其中，谐波能量幅值的数量为多个，电压波动峰值的数量为多个。S104：根据多个谐波能量幅值判断网压是否产生高次谐波谐振趋势。其中，S104包括：根据多个谐波能量幅值拟合谐波能量幅值曲线，判断谐波能量幅值曲线的增长趋势；当谐波能量幅值曲线在前期呈线性增长且在后期呈指数增长时，网压产生高次谐波谐振趋势。S105：根据多个电压波动峰值判断中间直流电压是否产生低频振荡趋势。其中，当网压产生高次谐波谐振趋势或中间直流电压产生低频振荡趋势时，表明网压或中间直流电压处于失阻尼状态，动车组存在故障征兆。S105包括：根据多个电压波动峰值拟合电压波动峰值曲线，判断电压波动峰值曲线的增长趋势；当电压波动峰值曲线呈指数增长时，中间直流电压产生低频振荡趋势。S106：当网压产生高次谐波谐振趋势时，控制动车组惰性运行。S107：当中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息。其中，可以将低频振荡预警信息发送至数据监控中心，数据监控中心通过控制动车组所在区域的动车组运行数量来抑制低频振荡趋势。图1所示的动车组过电压控制方法的执行主体可以为计算机。由图1所示的流程可知，本专利技术实施例的动车组过电压控制方法先对网压和中间直流电压进行分析计算以获得两个计算结果，并分别根据两个计算结果判断网压是否产生高次谐波谐振趋势，以及中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动车组过电压控制方法，其特征在于，包括：采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压；对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的多个谐波能量，并将每个时间段的多个谐波能量中的最大值作为每个时间段的谐波能量幅值；对所述中间直流电压进行波动检测，计算所述中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；其中，所述谐波能量幅值的数量为多个，所述电压波动峰值的数量为多个；根据多个谐波能量幅值判断所述网压是否产生高次谐波谐振趋势；根据多个电压波动峰值判断所述中间直流电压是否产生低频振荡趋势；当所述网压产生高次谐波谐振趋势时，控制所述动车组惰性运行；当所述中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息。

【技术特征摘要】
1.一种动车组过电压控制方法，其特征在于，包括：采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续的时间段的网压；对每个时间段中的网压进行模态分析，获得每个时间段的多个谐波能量，并将每个时间段的多个谐波能量中的最大值作为每个时间段的谐波能量幅值；对所述中间直流电压进行波动检测，计算所述中间直流电压的每个电压波动周期的电压波动峰值；其中，所述谐波能量幅值的数量为多个，所述电压波动峰值的数量为多个；根据多个谐波能量幅值判断所述网压是否产生高次谐波谐振趋势；根据多个电压波动峰值判断所述中间直流电压是否产生低频振荡趋势；当所述网压产生高次谐波谐振趋势时，控制所述动车组惰性运行；当所述中间直流电压产生低频振荡趋势时，输出低频振荡预警信息。2.根据权利要求1所述的动车组过电压控制方法，其特征在于，还包括：根据所述多个谐波能量幅值与预设的第一基准差计算多个第一偏离度；根据所述多个电压波动峰值与预设的第二基准差计算多个第二偏离度；当所述多个第一偏离度均小于预设的第一阈值且所述多个第二偏离度均小于预设的第二阈值时，根据多个谐波能量幅值判断所述网压是否产生高次谐波谐振趋势，否则控制所述动车组断主段运行或降弓运行。3.根据权利要求1所述的动车组过电压控制方法，其特征在于，根据多个谐波能量幅值判断所述网压是否产生高次谐波谐振趋势，包括：根据所述多个谐波能量幅值拟合谐波能量幅值曲线；判断所述谐波能量幅值曲线的增长趋势；当所述谐波能量幅值曲线在前期呈线性增长且在后期呈指数增长时，所述网压产生高次谐波谐振趋势。4.根据权利要求1所述的动车组过电压控制方法，其特征在于，根据多个电压波动峰值判断所述中间直流电压是否产生低频振荡趋势，包括：根据所述多个电压波动峰值拟合电压波动峰值曲线；判断所述电压波动峰值曲线的增长趋势；当所述电压波动峰值曲线呈指数增长时，所述中间直流电压产生低频振荡趋势。5.一种动车组过电压控制系统，其特征在于，包括：采集单元，用于采集动车组的中间直流电压和动车组在多个连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂南，陆阳，黄金，高翔，王雅婷，陈波，赵宇，王志峰，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京纵横机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11