[發明專利]隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法

有效

• 申請號: 201610461491.9
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN105914793B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 楊軼成;霍利杰;胡炫;石春虎;李冰;錢詩寶
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法。

背景技術

進入20世紀90年代，我國城市軌道交通進入快速發展期，在國家方針政策的正確引導下，顯現出強力的后發之勢。進入21世紀以來，大城市交通問題日益嚴重，城市軌道交通因客運量大、占地少、舒適安全等諸多優點，成為解決大城市交通問題的最優選擇，我國城市軌道交通已經進入了快速發展階段。

城市軌道交通站間距離較短、站數量多，因而列車起動、制動頻繁，目前車輛已普遍采取再生電制動，再生電制動時牽引電機運行在發電模式，向牽引網回饋再生能量，此部分能量若不能被線上其他車輛消耗就會導致母線電壓抬升。為了控制設備的安全，目前主要由制動電阻將制動能量轉化為熱能和被空氣制動消耗。電阻制動控制方式雖然簡單，但這種方式不僅造成能量的浪費，大量的熱能也會抬升隧道溫度，又增加地鐵通風散熱裝置的能耗，增加地下站內空調系統負荷，增加運行費用。因此，制動能量合理回收利用能夠實現能量的合理循環利用，節約地鐵運營成本，對于響應國家節能減排的要求，建設綠色城市軌道交通有著非常積極的作用。

近幾年出現了再生能量回饋逆變制動，解決母線電壓的升高問題，同時將機車制動再生能量回饋到電網，減少電阻制動導致的能源浪費。為了確保不影響原有軌道供電系統的安全，需要對增加的再生制動能量回饋裝置配置完善的保護，包括交流側缺相停機保護，在制動能量回饋裝置保護停機后只能啟用備用制動電阻進行能耗制動，直到檢修完成后再重新投入運行，這樣設備的利用率較低，不能最大程度的為用戶節能。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法，在不增加硬件成本的前提下，提高了軌道交通能量回饋裝置的容錯運行能力。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、實時監測兩組逆變器交流并網側熔斷器狀態，當某一相熔斷器故障時對其定位：假設X組逆變器的某一相熔斷器故障，Y組逆變器沒有監測到故障；

步驟2、取X組逆變器的非故障單相電流構建一組虛擬正交量，并對這組虛擬正交量進行dq同步旋轉坐標變換，變換為直流量，按系統額定電流缺相降額運行回饋有功，同時進行正負序dq變換并提取出故障逆變器交流側三相電流的正序q軸及負序dq軸無功分量；

步驟3、采用直流電壓或電流外環、并網電流內環控制保證兩組逆變器直流側均壓或均流，同時，將步驟2提取出的X組逆變器的正序q軸及負序dq軸無功分量乘-1作為Y組逆變器的正序q軸及負序dq軸無功分量給定，其中，電流內環控制采取正負序dq同步旋轉坐標系下的PI控制，實現隔離變壓器前端流入電網總電流三相對稱；

步驟4、當能量回饋逆變器并網電流達到額定最大值，直流母線電壓仍繼續上升時，則根據預設直流母線電壓閾值控制外部直流制動單元工作。

優選，步驟2中，利用2階廣義積分器對采樣的非故障單相電流構建一組虛擬正交量。

優選，兩組逆變器的正序d軸有功分量均是通過直流總電壓外環PI調節與各自直流母線電壓內均壓PI環相加獲得。

優選，所述外部直流制動單元包括地面制動電阻、車載制動電阻或相鄰站點的再生制動能量回饋逆變裝置。

本發明的有益效果是：采取本發明的隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法，在不增加硬件成本的前提下，提高了軌道交通能量回饋裝置容錯運行能力，最大程度的提升能量回饋逆變器的利用率，以保證用戶的效益最大化。

附圖說明

圖1是本發明隔離型二重化串聯再生制動能量回饋逆變器拓撲結構示意圖；

圖2是本發明隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法的流程圖；

圖3是本發明隔離型二重化串聯逆變器缺相降額網側電流平衡控制框圖；

圖4是本發明控制方法下直流側電壓波形；

圖5是本發明控制方法下逆變器交流側及電網側三相電流波形。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

隔離型二重化再生制動能量回饋逆變器缺相降額控制方法，包括如下步驟：