储能铁路功率调节器控制方法及终端设备技术

本发明专利技术适用于电能质量与储能控制技术领域，提供了一种储能铁路功率调节器控制方法及终端设备，应用于储能半桥变换器单元由半桥变换器和储能单元并联构成的储能铁路功率调节器，该方法包括：对储能铁路功率调节器对应的各相负载电流进行电流补偿，得到第一调制信号；基于储能铁路功率调节器的各相补偿电流、每个半桥变换器单元和每个储能半桥变换器单元的电容电压进行环流控制，得到第二调制信号；基于电容电压及每个储能半桥变换器单元的储能电池实际电流和储能电池实际荷电状态进行双环控制，得到第三调制信号；根据第一至第三调制信号，控制储能铁路功率调节器。本发明专利技术方法能够实现能量的自动补偿、控制指令少且控制指令间耦合性较低。制指令间耦合性较低。制指令间耦合性较低。

【技术实现步骤摘要】
储能铁路功率调节器控制方法及终端设备


[0001]本专利技术属于电能质量与储能控制
，尤其涉及一种储能铁路功率调节器控制方法及终端设备。

技术介绍

[0002]铁路功率调节器(Railway Power Conditioner，RPC)是一种应用于铁路电能质量治理场合的综合补偿装置，能够平衡负载有功功率、补偿无功功率，平衡电网电流。基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)的铁路功率调节器称为MRPC，MRPC具有拓扑模块化程度高、交流输出质量高、滤波装置小的优势，非常适用于高压、大容量补偿场合，并且与牵引网连接时可以省去降压变压器，因此在铁路电能质量治理时广泛使用。若在MRPC子模块直流侧增加储能系统，不仅能够解决铁路牵引系统中的三相不平衡问题，提高电能质量，还能够依靠储能系统充分利用列车制动的能量，提高系统效率，保证机车系统的性能稳定性。
[0003]然而，储能MRPC的研究中，通常需要在每个MRPC子模块直流侧增加直流/直流变换器(DC/DC变换器)连接储能设备，使MRPC具备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，应用于储能半桥变换器单元由半桥变换器、直流稳压电容和储能单元并联构成的储能铁路功率调节器，包括：对获取的储能铁路功率调节器对应的电力机车负载的各相负载电流进行电流补偿处理，计算得到交流电流控制的第一调制信号；基于获取的所述储能铁路功率调节器的各相补偿电流、每个半桥变换器单元和每个储能半桥变换器单元的电容电压进行环流控制处理，计算得到环流控制的第二调制信号；基于所述电容电压及获取的每个储能半桥变换器单元的储能电池实际电流和储能电池实际荷电状态进行双环控制，计算得到单元控制的第三调制信号；根据所述第一调制信号、所述第二调制信号和所述第三调制信号，控制所述储能铁路功率调节器中的半桥变换器单元和储能半桥变换器单元。2.如权利要求1所述的储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，所述储能铁路功率调节器中包括并联连接的第一桥臂模块、第二桥臂模块和第三桥臂模块，每个桥臂模块包括连接结构相同且相互串联的上桥臂子模块和下桥臂子模块，每个桥臂子模块包括串联连接且数目相同的至少两个变换器单元，各个桥臂子模块中至少一个桥臂子模块的至少两个变换器单元既包含半桥变换器单元又包含储能半桥变换器单元，储能半桥变换器单元由储能单元、半桥变换器和直流稳压电容并联连接构成，所述储能铁路功率调节器中所有储能单元构成储能系统。3.如权利要求2所述的储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，所述电容电压包括所述储能铁路功率调节器中每个半桥变换器单元的第一电容电压和所述储能铁路功率调节器中每个储能半桥变换器单元的第二电容电压；所述基于所述电容电压及获取的每个储能半桥变换器单元的储能电池实际电流和储能电池实际荷电状态进行双环控制，计算得到单元控制的第三调制信号，包括：根据所述储能电池实际电流，计算得到每个桥臂子模块的桥臂平均储能电池电流；根据所述第一电容电压和所述第二电容电压，计算得到每个桥臂子模块的电容平均电压；根据所述第一电容电压、所述电容平均电压、所述桥臂平均储能电池电流和获取的每个桥臂子模块的桥臂电流进行调节，计算得到每个半桥变换器单元的第一子调制信号；根据所述储能电池实际荷电状态，计算得到每个桥臂子模块的桥臂储能电池平均荷电状态；根据所述第二电容电压、所述储能电池实际电流、所述电容平均电压、所述桥臂平均储能电池电流、所述储能电池实际荷电状态、所述桥臂储能电池平均荷电状态和所述桥臂电流进行调节，计算得到每个储能半桥变换器单元的第二子调制信号；根据获取的储能铁路功率调节器的电容参考电压、所述第二电容电压和所述储能电池实际电流进行电压外环、电流内环调节，计算得到每个储能半桥变换器单元的第三子调制信号；将所述第一子调制信号、所述第二子调制信号和所述第三子调制信号作为单元控制的第三调制信号。4.如权利要求3所述的储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，所述根据所述第二电容电压、所述储能电池实际电流、所述电容平均电压、所述桥臂平均储能电池电流、所述储能电池实际荷电状态、所述桥臂储能电池平均荷电状态和所述桥臂电流进行调节，计算
得到每个储能半桥变换器单元的第二子调制信号，包括：计算所述电容平均电压与所述第二电容电压的第一差值，并对所述第一差值进行比例积分调节，得到每个储能半桥变换器单元的初始调制信号；计算所述储能电池实际电流与所述桥臂平均储能电池电流的第二差值，并对所述第二差值进行比例调节，得到每个储能半桥变换器单元的电池电流前馈控制信号；计算所述桥臂储能电池平均荷电状态与所述储能电池实际荷电状态的第三差值，并对所述第三差值进行比例积分调节，得到每个储能半桥变换器单元的荷电状态均衡调节信号；计算所述初始调制信号、所述电池电流前馈控制信号和所述荷电状态均衡调节信号之和，得到每个储能半桥变换器单元的初始第二子调制信号；根据所述桥臂电流的正负确定所述初始第二子调制信号的正负，根据确定正负后的初始第二子调制信号得到每个储能半桥变换器单元的第二子调制信号。5.如权利要求3所述的储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，所述根据获取的储能铁路功率调节器的电容参考电压、所述第二电容电压和所述储能电池实际电流进行电压外环、电流内环调节，计算得到每个储能半桥变换器单元的第三子调制信号，包括：计算获取的储能铁路功率调节器的电容参考电压与所述第二电容电压的第四差值，并对所述第四差值进行比例积分调节，得到每个储能半桥变换器单元的储能电池放电电流参考值；对所述储能电池放电电流参考值取相反数，得到每个储能半桥变换器单元的储能电池充电电流参考值；计算所述储能电池充电电流参考值与所述储能电池实际电流的第五差值，并对所述第五差值进行比例积分调节，得到每个储能半桥变换器单元的第三子调制信号。6.如权利要求3
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5任一项所述的储能铁路功率调节器控制方法，其特征在于，所述对获取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎士洋，周文，胡雪凯，曾四鸣，耿博良，肖国春，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：