一种动车组辅助变流器功率计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种动车组辅助变流器功率计算方法和装置，所述方法包括：采集逆变模块的三相输出电流I

【技术实现步骤摘要】
一种动车组辅助变流器功率计算方法和装置
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种动车组辅助变流器功率计算方法和装置。
技术介绍
动车组辅助变流器是辅助供电系统的重要组成部分，主要负责为动车组提供380伏(volt，V)交流(AlternatingCurrent，AC)电源，为充电机、空调及牵引冷却系统等交流负载供电。为提高交流供电系统的可靠性及冗余性，全列设置多台辅助变流器并联供电，采用无互联线并联控制算法，各辅助变流器根据负载功率调整输出电压，自动均分负载电流。目前动车组辅助变流器多采用工频隔离拓扑，通过工频变压器实现输入与输出的电气隔离。无互联线并联算法中，需要知道每台辅助变流器输出的有功功率和无功功率，通过下垂控制调整输出电压实现各台辅助变流器输出电流均衡。通常需要采集变压器输入电流与变压器输出电压计算负载功率，由于隔离变压器的原因，电压与电流采样位置不一致，不能直接计算出功率，需要特殊计算方法进行处理。在已经公开的申请号为CN106096278.A的专利《列车用辅助逆变器输出功率计算方法及系统》中，提出一种根据模块输出采样电流计算出输出电流，进而计算出负载电流，最终根据负载电流计算输出功率的方法。但该专利计算变压器输出电流时采用了滞后采样点的方法，记录多个采样点数据，并对采样点进行滞后，影响功率计算的实时性。并且当计算出的滞后采样点数值不为整数时，会严重影响最终的计算精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种动车组辅助变流器功率计算方法和装置，根据辅助变流器的逆变模块输出电流及变压器模块输出电压，直接计算辅助变流器负载侧的有功功率和无功功率，无需对逆变模块输出电流持续采样，提高了功率计算的实时性。有鉴于此，本专利技术实施例第一方面提供了一种动车组辅助变流器功率计算方法，所述方法应用在动车组，所述动车组包括多个并联的辅助变流器，所述辅助变流器包括逆变模块、电流传感器模块、变压器模块、滤波电容模块和电压传感器模块，所述逆变模块的输出为三相交流输出，所述变压器模块的输入输出电压向量夹角为θ，所述变压器模块的变压比为变压比值M，所述滤波电容模块的三相等效电容容值为C0，所述方法包括：S1，使用所述电流传感器模块，采集所述逆变模块的三相输出电流，得到第一相电流数据IA和第二相电流数据IB；并使用所述电压传感器模块，采集所述变压器模块的输出线电压，得到一二相线电压数据UAB和二三相线电压数据UBC；所述A、B和C分别对应三相中的第一相、第二相和第三相；S2，根据所述IA和所述IB，进行克拉克Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电流数据Iα和β坐标电流数据Iβ；并根据所述UAB和所述UBC，进行Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电压数据Uα和β坐标电压数据Uβ；S3，根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα、所述Uβ、所述θ、所述变压比值M和所述C0，进行输出功率计算，生成有功功率数据P和无功功率数据Q。优选的，所述根据所述IA、所述IB和所述IC，进行克拉克Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电流数据Iα和β坐标电流数据Iβ；并根据所述UAB和所述UBC，进行Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电压数据Uα和β坐标电压数据Uβ，具体包括：根据所述IA，按公式Iα＝IA，计算生成所述α坐标电流数据Iα；根据所述IA和所述IB，按公式计算生成所述β坐标电流数据Iβ；根据所述UAB和所述UBC，按公式Uα＝(UAB-UBC)/3，计算生成所述α坐标电压数据Uα；根据所述UBC，按公式计算生成所述β坐标电压数据Uβ。优选的，所述根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα、所述Uβ、所述θ、所述变压比值M和所述C0，进行输出功率计算，生成有功功率数据P和无功功率数据Q，具体包括：根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，进行第一功率计算，生成第一有功功率数据P1和第一无功功率数据Q1；根据所述θ、所述变压比值M、所述P1和所述Q1，进行第二功率计算，生成第二有功功率数据P2和第二无功功率数据Q2；根据所述Uα、所述Uβ、所述C0、所述P2和所述Q2，进行第三功率计算，生成第三有功功率数据P3和第三无功功率数据Q3；将所述第三有功功率数据P3作为所述输出功率计算的有功功率数据的计算结果，生成所述有功功率数据P；并将所述第三无功功率数据Q3作为所述输出功率计算的无功功率数据的计算结果，生成所述无功功率数据Q。进一步的，所述根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，进行第一功率计算，生成第一有功功率数据P1和第一无功功率数据Q1，具体包括：根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，按公式P1＝1.5*Uα*Iα+1.5*Uβ*Iβ，计算生成所述第一有功功率数据P1；根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，按公式Q1＝1.5*Uα*Iβ-1.5*Uβ*Iα，计算生成所述第一无功功率数据Q1。进一步的，所述根据所述θ、所述变压比值M、所述P1和所述Q1，进行第二功率计算，生成第二有功功率数据P2和第二无功功率数据Q2，具体包括：根据所述θ、所述变压比值M、所述P1和所述Q1，按公式P2＝cosθ*P1*M-sinθ*Q1*M，计算生成所述第二有功功率数据P2；根据所述θ、所述变压比值M、所述P1和所述Q1，按公式Q2＝sinθ*P1*M+cosθ*Q1*M，计算生成所述第二无功功率数据Q2。进一步的，所述根据所述Uα、所述Uβ、所述C0、所述P2和所述Q2，进行第三功率计算，生成第三有功功率数据P3和第三无功功率数据Q3，具体包括：根据所述Uα和所述Uβ，进行输出电压幅值平方计算，生成输出电压幅值平方数据并根据所述和所述C0，进行滤波电容功率计算，生成滤波电容功率数据QC；根据所述P2，按公式P3＝P2，生成所述第三有功功率数据P3；并根据所述Q2和所述QC，按公式Q3＝Q2+QC，生成所述第三无功功率数据Q3。进一步优选的，所述根据所述Uα和所述Uβ，进行输出电压幅值平方计算，生成输出电压幅值平方数据并根据所述和所述C0，进行滤波电容功率计算，生成滤波电容功率数据QC，具体包括：根据所述Uα和所述Uβ，按公式计算生成所述输出电压幅值平方数据根据所述和所述C0，按公式计算生成所述滤波电容功率数据QC；其中，所述ω为所述逆变模块的输出角速度。优选的，所述变压比值M为所述变压器模块的输入电压与输出电压的比值；所述滤波电容模块的三相电容采用三角形接法。本专利技术实施例第二方面提供了一种动车组辅助变流器功率计算装置，所述装置包括：采集模块用于利用所述辅助变流器的所述电流传感器模块，采集所述逆变模块的三相输出电流，得到第一相电流数据IA和第二相电流数据IB；并利用所述辅助变流器的所述电压传感器模块，采集所述变压器的输出线电压，得到一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动车组辅助变流器功率计算方法，其特征在于，所述方法应用在动车组，所述动车组包括多个并联的辅助变流器，所述辅助变流器包括逆变模块、电流传感器模块、变压器模块、滤波电容模块和电压传感器模块，所述逆变模块的输出为三相交流输出，所述变压器模块的输入输出电压向量夹角为θ，所述变压器模块的变压比为变压比值M，所述滤波电容模块的三相等效电容容值为C

【技术特征摘要】
1.一种动车组辅助变流器功率计算方法，其特征在于，所述方法应用在动车组，所述动车组包括多个并联的辅助变流器，所述辅助变流器包括逆变模块、电流传感器模块、变压器模块、滤波电容模块和电压传感器模块，所述逆变模块的输出为三相交流输出，所述变压器模块的输入输出电压向量夹角为θ，所述变压器模块的变压比为变压比值M，所述滤波电容模块的三相等效电容容值为C0，所述方法包括：
S1，使用所述电流传感器模块，采集所述逆变模块的三相输出电流，得到第一相电流数据IA和第二相电流数据IB；并使用所述电压传感器模块，采集所述变压器模块的输出线电压，得到一二相线电压数据UAB和二三相线电压数据UBC；所述A、B和C分别对应三相中的第一相、第二相和第三相；
S2，根据所述IA和所述IB，进行克拉克Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电流数据Iα和β坐标电流数据Iβ；并根据所述UAB和所述UBC，进行Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电压数据Uα和β坐标电压数据Uβ；
S3，根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα、所述Uβ、所述θ、所述变压比值M和所述C0，进行输出功率计算，生成有功功率数据P和无功功率数据Q。


2.根据权利要求1所述的动车组辅助变流器功率计算方法，其特征在于，所述根据所述IA和所述IB，进行克拉克Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电流数据Iα和β坐标电流数据Iβ；并根据所述UAB和所述UBC，进行Clarke变换处理，生成满足Clarke变换αβ坐标系的α坐标电压数据Uα和β坐标电压数据Uβ，具体包括：
根据所述IA，按公式Iα＝IA，计算生成所述α坐标电流数据Iα；根据所述IA和所述IB，按公式计算生成所述β坐标电流数据Iβ；
根据所述UAB和所述UBC，按公式Uα＝(UAB-UBC)/3，计算生成所述α坐标电压数据Uα；根据所述UBC，按公式计算生成所述β坐标电压数据Uβ。


3.根据权利要求1所述的动车组辅助变流器功率计算方法，其特征在于，所述根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα、所述Uβ、所述θ、所述变压比值M和所述C0，进行输出功率计算，生成有功功率数据P和无功功率数据Q，具体包括：
根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，进行第一功率计算，生成第一有功功率数据P1和第一无功功率数据Q1；
根据所述θ、所述变压比值M、所述P1和所述Q1，进行第二功率计算，生成第二有功功率数据P2和第二无功功率数据Q2；
根据所述Uα、所述Uβ、所述C0、所述P2和所述Q2，进行第三功率计算，生成第三有功功率数据P3和第三无功功率数据Q3；
将所述第三有功功率数据P3作为所述输出功率计算的有功功率数据的计算结果，生成所述有功功率数据P；并将所述第三无功功率数据Q3作为所述输出功率计算的无功功率数据的计算结果，生成所述无功功率数据Q。


4.根据权利要求3所述的动车组辅助变流器功率计算方法，其特征在于，所述根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，进行第一功率计算，生成第一有功功率数据P1和第一无功功率数据Q1，具体包括：
根据所述Iα、所述Iβ、所述Uα和所述Uβ，按公式P1＝1.5*Uα*Iα+1.5*Uβ*Iβ，计算生成所述第一有功功率数据P1；
根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，孙庆文，黎梅云，赵俊博，王珅，何欣宇，李洪国，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37