一种基于VSG的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于VSG(虚拟同步发电机)的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统。通过将VSG技术融合到RPC传统补偿控制系统中，在达到RPC对电网电流补偿效果的同时，利用VSG的创始性给接触网注入传统电网所具备的旋转惯量，利用VSG的电压源控制缓解RPC接入接触网引起的阻抗倍增效应；利用VSG的电压源特性来提升电网整体惯量、提升电网稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气化铁道供电的，具体地说，特别涉及一种基于vsg的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统。

技术介绍

1、电气化铁道使用电力作为动力源，在环境保护、机车性能等众多方面都具有显著优势，但同时也带来了不小的挑战。对于电网而言，其面临大功率负荷投切引起的冲击、大量谐波注入导致的电能质量下降、单相供电结构产生的三相电流不平衡。铁路功率调节器(railway power conditioner，rpc)可以有效缓解上述谐波和三相电流不平衡问题，但其变流器控制为跟网型控制，与列车同属于电流源，因此其接入接触网会降低系统的稳定性能。

技术实现思路

1、本专利技术提供一种基于vsg的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统，将虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，vsg)引入rpc补偿控制，虚拟同步发电机属于构网型控制，利用vsg的电压源特性来提升接触网稳定性能。

2、所述控制系统包括a相接触网和b相接触网，用于通过v/v变压器将三相电网转化为单相电；降压变压器，用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于VSG的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统，其特征在于，所述控制系统包括a相接触网和b相接触网，用于通过V/v变压器将三相电网转化为单相电；降压变压器，用于将接触网的单相电分别进行电压变换，并输出至RPC模块，同时给列车电源进行了电压等级的变换；RPC模块，包括两个背靠背设置的换流器，用于根据换流器的开关管的动作指令调整输出电流ira和irb，从而达到对三相电网电流进行负序补偿，平衡接两侧供电臂上流过的能量的效果；VSG模块，分别用于控制a相和b相换流器，根据电压控制指令值URxref、RPC模块接口处供电臂电压幅值U′xcm，其中x＝a或b，以及电流ira和irb获得电流控...

【技术特征摘要】

1.一种基于vsg的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统，其特征在于，所述控制系统包括a相接触网和b相接触网，用于通过v/v变压器将三相电网转化为单相电；降压变压器，用于将接触网的单相电分别进行电压变换，并输出至rpc模块，同时给列车电源进行了电压等级的变换；rpc模块，包括两个背靠背设置的换流器，用于根据换流器的开关管的动作指令调整输出电流ira和irb，从而达到对三相电网电流进行负序补偿，平衡接两侧供电臂上流过的能量的效果；vsg模块，分别用于控制a相和b相换流器，根据电压控制指令值urxref、rpc模块接口处供电臂电压幅值u′xcm，其中x＝a或b，以及电流ira和irb获得电流控制指令值ivrx；基础补偿模块，用于根据两侧供电臂的电流差来调整输出电流指令；将vsg模块生成的电流控制指令值ivrx与基础补偿控制模块的控制电流指令叠加，通过准pr控制器tri和pwm调制器给所述换流器的开关管发送动作指令，以控制输出电流。

2.根据权利要求1所述的基于vsg的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统，其特征在于，所述rpc模块具体包括a相换流器、b相换流器和直流电容，a相和b相变流器均包括两个并联的开关管组，每个开关管组包括两个串联的开关管组件，每个开关管组件包括并联的一个二极管和一个开关，其中二极管和功率半导体反并联；a相变流器和b相变流器分别并联在直流电容的两侧，输出电流ira和irb。

3.根据权利要求2所述的基于vsg的构网型铁路功率调节器的补偿控制系统，其特征在于，所述vsg模块具体通过vsg电压控制指令值urxref与rpc接口处供电臂电压幅值u′xcm...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伏军，匡玉麟，王昕宇，杨成，李新雨，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：