一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法及系统，所述方法包括以下步骤：计算dq解耦控制的有功参考值；根据电网的三相相电压的相位信息和有功参考值，生成能馈调制波；获取特定次谐波的有功分量和无功分量，根据特定次谐波的有功分量和无功分量生成谐波调制波；将能馈调制波和谐波调制波相叠加，生成开关信号控制电网连接、断开直流母线。本发明专利技术可以减少地铁能馈时的能量浪费和直流母线电压升高，还可以在地铁工作时作通过谐波调制波补偿谐波电流，改善电能质量。改善电能质量。改善电能质量。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电能质量质量和能量回收
，具体涉及一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法及系统。

技术介绍

[0002]地铁在正常运行时，由于工况复杂会使牵引变流器产生谐波，谐波会严重影响电网的供电质量。当地铁处于制动模式时，还会产生兆瓦级的再生自动制动功率，如果能将这部分能量回馈到电网将大大降低能量的浪费，同时避免直流母线相电压升高。
[0003]一般的能馈回馈方案有：电阻耗能型、飞轮储能型和逆变回馈型。电阻耗能型虽然技术成熟，价格便宜，但是再生制动能量无法合理利用，而且可能会导致环境温度升高，加大散热成本；飞轮储能型再生制动能量利用率高，充电速度快寿命长，但是价格昂贵，容量小，且维护成本高。由于前两种能馈方案的缺点比较明显，因此逆变回馈型逐渐成为研究热点，但传统的逆变回馈控制方案只有能量回馈一个功能，无法充分发挥电力电子器件的优势，因此本专利技术针对三相逆变拓扑提出了兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：
[0006]一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法，包括以下步骤：
[0007]计算dq解耦控制的有功参考值；
[0008]根据电网的三相相电压的相位信息和有功参考值，生成能馈调制波；
[0009]获取特定次谐波的有功分量和无功分量，根据特定次谐波的有功分量和无功分量生成谐波调制波；
[0010]将能馈调制波和谐波调制波相叠加，生成开关信号控制电网连接、断开直流母线。
[0011]进一步的，电网的三相相电压的相位信息包括三相相电压的电角速度。
[0012]进一步的，所述计算dq解耦控制的有功参考值，包括；
[0013]获取并根据地铁能馈功率、电网相电压幅值，计算dq解耦控制的有功参考值。
[0014]进一步的，所述获取特定次谐波的有功分量和无功分量，包括：
[0015]对三相相电压的电角速度进行计算，获得特定次谐波的电角速度；
[0016]对特定次谐波的电角速度进行积分，获得特定次谐波的相角信息；
[0017]根据特定次谐波的相角信息、负载电流与补偿电流，获得负载电流的特定次谐波有功分量和无功分量、补偿电流的特定次谐波有功分量和无功分量。
[0018]进一步的，所述根据特定次谐波的有功分量和无功分量生成谐波调制波，包括：
[0019]根据负载电流的特定次谐波有功分量和无功分量、补偿电流的特定次谐波有功分量和无功分量，获得负载电流的特定次谐波有功分量误差和无功分量误差、补偿电流的特
定次谐波有功分量误差和无功分量误差；
[0020]对负载电流的特定次谐波有功分量误差和无功分量误差、补偿电流的特定次谐波有功分量误差和无功分量误差分别进行无静差控制，获得谐波调制波。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术公开了一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法，根据dq解耦控制模块的有功参考值生成能馈调制波，将在地铁制动过程中产生的能量回馈到电网，避免直流母线相电压升高和能量浪费；在地铁正常运行时通过谐波调制波补偿谐波电流，以免谐波进入电网影响用户用电质量；此外，本专利技术相较于现有技术而言，能馈控制更简单，还能实现谐波补偿，充分发挥电力电子器件的优势。
[0023]本专利技术还公开了一种地铁能馈控制系统，用于实现上述方法，包括整流变压器、整流器、能馈变换器和隔离开关柜；整流变压器一端与电网连接，另一端通过整流器与直流母线连接，整流变压器还通过能馈变换器、隔离开关柜与直流母线连接。
[0024]进一步的，能馈变换器包括A/D转换模块和控制电路，控制电路包括：
[0025]能馈控制模块，用于根据获取到的相位信息和有功参考值，生成能馈调制波，能馈调制波用于将地铁制动过程中产生的能量回馈给地铁电网；
[0026]谐波补偿控制模块，用于获取特定次谐波的有功分量和无功分量，将特定次谐波的有功分量和无功分量加入到特定次谐波控制环路生成谐波调制波，谐波调制波用于补偿地铁运行时的谐波电流；
[0027]PWM模块，用于根据能馈调制波和谐波调制波生成开关信号；
[0028]IGBT模块，接收并根据PWM模块的开关信号实现开通或关断。
附图说明
[0029]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
[0030]图1为实施例1所述的地铁能馈控制方法流程图；
[0031]图2为实施例2所述的地铁能馈控制系统的结构示意图；
[0032]图3为实施例2所述的地铁能馈控制系统的能馈控制与谐波补偿示意图；
[0033]图4为实施例2所述的地铁能馈控制系统的DC1500V直流母线电压示意图：(a)未采用本系统时的DC1500V直流母线电压示意图；(b)采用本系统后的DC1500V直流母线电压示意图；
[0034]图5为实施例2所述的地铁能馈控制系统在地铁正常运行时的电流波形图：(a)采用本系统后负载电流i
load
示意图；(b)采用本系统后补偿电流i
c
示意图；(c)采用本系统后网侧电流i
s
示意图；
[0035]标记说明：在图3中，v
sa
为网侧A相电压；v
sb
为网侧B相电压；v
sc
为网侧C相电压；i
ca
为A相补偿电流；i
cb
为B相补偿电流；i
cc
为C相补偿电流；i
dref
为有功参考值；i
d
为有功电流实际值；i
qref
为无功电流实际值；i
q
为无功电流；v
sd
为网侧d轴电压；u
d
为d轴电压；u
q
为q轴电压；V
f
为能馈调制波；i
labc
为三相负载电流；V
h
为谐波补偿调制波；PWM
a
为A相脉宽调制信号；PWM
b
为B相脉宽调制信号；PWM
c
为C相脉宽调制信号。
具体实施方式
[0036]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]实施例1
[0038]如图1，本实施例公开了一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法，包括如下步骤：
[0039]S1、根据数字锁相环获取电网的三相相电压相位信息，计算dq解耦控制模块的有功参考值，相位信息包括相电压幅值和电角速度等。
[0040]具体的，在步骤S1中，包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具谐波补偿功能的地铁能馈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：计算dq解耦控制的有功参考值；根据电网的三相相电压的相位信息和有功参考值，生成能馈调制波；获取特定次谐波的有功分量和无功分量，根据特定次谐波的有功分量和无功分量生成谐波调制波；将能馈调制波和谐波调制波相叠加，生成开关信号控制电网连接、断开直流母线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电网的三相相电压的相位信息包括三相相电压的电角速度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算dq解耦控制的有功参考值，包括；获取并根据地铁能馈功率、电网相电压幅值，计算dq解耦控制的有功参考值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取特定次谐波的有功分量和无功分量，包括：对三相相电压的电角速度进行计算，获得特定次谐波的电角速度；对特定次谐波的电角速度进行积分，获得特定次谐波的相角信息；根据特定次谐波的相角信息、负载电流与补偿电流，获得负载电流的特定次谐波有功分量和无功分量、补偿电流的特定次谐波有功分量和无功分量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据特定次谐波的有功分量和无功分量生成谐波调制波，包括：根据负载电流的特定次谐波有功分量和无功分量、补偿电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鲲鹏，赵云云，刘良峰，贺利工，林珊，侯峰，陈吉刚，王哲元，王洪杰，林晓鸿，刘禺贝，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：