一种贯通式同相供电装置的并联控制方法以及装置制造方法及图纸

本公开提供一种贯通式同相供电装置的并联控制方法以及装置。其中，该方法包括：分别采集牵引机车及各并联的贯通式同相供电装置的位置信息，基于所述位置信息，分别计算有功功率给定值；根据采样电压值、采样电流值，在两相正交系统中进行单相功率计算，分别生成有功功率输出值、无功功率输出值；以所述有功功率输出值、无功功率输出值、有功功率给定值、无功功率给定值为输入，基于单相虚拟同步机VSG对各贯通式同相供电装置进行调频调压控制。本公开通过引入牵引机车的位置信息，基于虚拟同步机频率控制方法，实时改变虚拟同步机的有功环参数，实现并联装置之间的就近供电，达到了抑制环流、提高系统稳定性的目的。提高系统稳定性的目的。提高系统稳定性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种贯通式同相供电装置的并联控制方法以及装置


[0001]本公开涉及电力电子控制领域，具体而言，涉及一种贯通式同相供电装置的并联控制方法以及装置。

技术介绍

[0002]我国牵引供电系统采用单相工频交流制，采用工频平衡变压器由三相电网向单相牵引网供电，大功率的牵引负荷会导致电网侧三相电压不平衡，严重影响电网电能质量，同时，由于牵引供电电压相位不一致，必须加入电分相，严重影响牵引供电系统整体性能。贯通式同相供电可采用电力电子变换装置完成三相交流
‑
直流
‑
单相交流的变换，解决电网侧电能质量问题。在现有技术中，贯通式同相供电主要分为了两种：
[0003]一种为牵引变电所群贯通供电，是指由同一电网变电站供电的牵引变电所群形成的贯通牵引供电系统，所群由中心牵引所(MSS)和普通牵引所(SS)构成，所群内均采用单相变压器由电网相同的两相供电从而保证牵引网电压相位相同，在中心牵引变电所利用电力电子变换装置集中补偿因单相牵引负载造成的负序分量，从而在同一电网变电站供电范围内形成无分相的贯通式同相供电。
[0004]对于牵引变电所群贯通式同相供电系统，其供电区段集中在同一电网变电所供电的牵引所范围内，同时也受限于补偿装置的容量，供电距离有限，而且考虑到同一电网电压等级下的不同牵引变电所电压不同，牵引网全线仍需设置一定数量的电分相，仍会一定程度上的限制运力和速度。
[0005]另一种方式则是利用电力电子变换装置进行三相交流
‑
直流
‑
单相交流变换，直接为牵引网供电，由于同相供电装置中的三相整流
‑
单相逆变属于对称变换和直流环节的隔离作用，单相牵引负载不会在三相电网侧造成不平衡现象，同时在单相逆变器侧进行输出电压的控制，使得各台逆变器输出电压一致，从而取消电分相。不同于所群同相供电，此时供电由同相供电装置承担，涉及到单相逆变器的离网并联问题，此时牵引网属于无源网络，需要同相供电装置提供电压支撑才能进行多台装置的并网供电，现有技术对供电的同相供电装置进行分类，主站同相供电装置以电压源形式进行输出，提供初始电压和频率，从站的同相供电装置采用下垂控制进行并网运行实现潮流的合理分配。
[0006]对于电力电子变换装置直接供电的同相供电系统，其供电采用的是电力电子装置，几乎没有惯性，而牵引负载又是移动的大型负载，因此负荷频繁的波动对于牵引网的供电可靠性是很大的挑战，另外，牵引变电所并联供电，采用主从的方式，主站提供电压支撑，从站采用下垂控制并网供电，这种方式对主站的要求很高，一个主站故障会严重影响牵引网供电质量，从站采用下垂控制，由于下垂控制特点，负载的波动和突变都会使得供电频率和电压产生突变，而机车需要在各个牵引所之间高速运行，相当于移动的大功率负载，这对并联系统并联稳定性造成很大挑战。
[0007]因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
[0008]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理
解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0009]本公开的目的在于提供一种贯通式同相供电装置的并联控制方法以及装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0010]根据本公开的一个方面，提供一种贯通式同相供电装置的并联控制方法，包括：
[0011]分别采集牵引机车及各并联的贯通式同相供电装置的位置信息，基于所述位置信息，分别计算所述多个并联的贯通式同相供电装置的有功功率给定值；
[0012]根据各贯通式同相供电装置的采样电压值、采样电流值，在两相正交系统中进行单相功率计算，分别生成有功功率输出值、无功功率输出值；
[0013]以所述有功功率输出值、无功功率输出值、有功功率给定值、无功功率给定值为输入，基于单相虚拟同步机VSG对各贯通式同相供电装置进行调频调压控制，完成贯通式同相供电装置的并联控制。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0015]基于贯通式同相供电装置载体上的定位装置，获取第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的位置信息、牵引机车位置信息，并根据所述贯通式同相供电装置的位置信息生成位置系数x；
[0016]基于所述位置系数x，分别计算所述并联的第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的有功功率给定值为
[0017][0018][0019]其中，P
1ref
、P
2ref
分别为第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的有功功率给定值，P为单台贯通式同相供电装置的额定功率值，d为线路总长。
[0020]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0021]根据各贯通式同相供电装置的采样电压值、采样电流值，在两相正交系统中进行单相功率计算，分别生成有功功率输出值、无功功率输出值为
[0022][0023]其中，u
α
，u
β
分别为正交坐标系下的所述贯通式同相供电装置电压值，i
α
，i
β
分别为正交坐标系下的所述贯通式同相供电装置电流值，P
e
为所述贯通式同相供电装置有功功率输出值、Q
e
为所述贯通式同相供电装置无功功率输出值。
[0024]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0025]基于单相虚拟同步机VSG的调频控制为
[0026][0027]其中，ω为实际角频率，ω
N
为额定角频率，J为虚拟转动惯量，D为阻尼系数，P
ref
为贯通式同相供电装置有功功率给定值，τ为时间常数，D
p
为下垂系数：
[0028][0029]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0030]以所述有功功率输出值、有功功率给定值为输入，基于单相虚拟同步机VSG对第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置进行调频控制
[0031][0032][0033]其中，ω1、ω2分别为第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的实际角频率；
[0034]完成贯通式同相供电装置的并联控制，实现所述第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的就近供电。
[0035]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0036]以所述有功功率输出值、无功功率输出值、有功功率给定值、无功功率给定值为输入，基于单相虚拟同步机VSG对各贯通式同相供电装置进行调频调压控制，并将所得电压给定值用于电压有效值外环，电压瞬时值内环的双环控制系统完成单台贯通式同相供电装置的输出控制。
[0037]在本公开的一个方面，提供一种贯通式同相供电装置的并联控制装置，包括：
[0038]有功功率给定值计算模块，用于分别采集牵引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贯通式同相供电装置的并联控制方法，其特征在于，所述方法包括：分别采集牵引机车及各并联的贯通式同相供电装置的位置信息，基于所述位置信息，分别计算所述多个并联的贯通式同相供电装置的有功功率给定值；根据各贯通式同相供电装置的采样电压值、采样电流值，在两相正交系统中进行单相功率计算，分别生成有功功率输出值、无功功率输出值；以所述有功功率输出值、无功功率输出值、有功功率给定值、无功功率给定值为输入，基于单相虚拟同步机VSG对各贯通式同相供电装置进行调频调压控制，完成贯通式同相供电装置的并联控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于贯通式同相供电装置载体上的定位装置，获取第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的位置信息、牵引机车位置信息，并根据所述贯通式同相供电装置的位置信息生成位置系数x；基于所述位置系数x，分别计算所述并联的第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的有功功率给定值为供电装置的有功功率给定值为其中，P
1ref
、P
2ref
分别为第一贯通式同相供电装置、第二贯通式同相供电装置的有功功率给定值，P为单台贯通式同相供电装置的额定功率值，d为线路总长。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据各贯通式同相供电装置的采样电压值、采样电流值，在两相正交系统中进行单相功率计算，分别生成有功功率输出值、无功功率输出值为其中，u
α
，u
β
分别为正交坐标系下的所述贯通式同相供电装置电压值，i
α
，i
β
分别为正交坐标系下的所述贯通式同相供电装置电流值，P
e
为所述贯通式同相供电装置有功功率输出值、Q
e
为所述贯通式同相供电装置无功功率输出值。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周京华，闫天乐，章小卫，张贵辰，徐爽，张海峰，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：