[發(fā)明專利]一種抑制軌道交通中能量回收變流器間產(chǎn)生環(huán)流的方法

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• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108512248A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 黃科元;王劍平;黃守道
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 沈雄

本發(fā)明公開一種抑制軌道交通中能量回收變流器間產(chǎn)生環(huán)流的方法，步驟包括：檢測電網(wǎng)a、b、c三相的輸出電流，將a、b、c三相的輸出電流相加得到并聯(lián)變流器輸出的環(huán)流分量i_z；將并聯(lián)網(wǎng)側(cè)變流器輸出的環(huán)流分量i_z和預設的環(huán)流分量參考是i_z^*做差，將做差得到的差值通過PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對零序電流的無差控制，得到變零矢量調(diào)節(jié)系數(shù)h；將變零矢量調(diào)節(jié)系數(shù)h發(fā)送給改進的SVPWM調(diào)制器，并采用并聯(lián)交錯的方式觸發(fā)脈沖。本發(fā)明能夠抑制并聯(lián)變流器之間的環(huán)流，可廣泛用于城市軌道交通再生制動能量回饋裝置中，在不增加成本的前提下能夠抑制環(huán)流，具有較高的經(jīng)濟性和環(huán)保性。

技術領域

本發(fā)明涉及軌道交通技術領域，具體涉及一種抑制軌道交通中能量回收變流器間產(chǎn)生環(huán)流的方法，用于軌道交通車輛再生制動能量逆變回饋裝置，能最大限度的提高逆變器容量，實現(xiàn)吸收制動能量最大化，具有較高的經(jīng)濟價值。

背景技術

隨著軌道交通的不斷發(fā)展，產(chǎn)生大量的制動能量，如能加以回收利用，有極高的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。其中，將制動能量通過逆變器回饋至電網(wǎng)，是一種較佳的方式。城市軌道交通運行區(qū)間較短、運行中存在頻繁的啟動、制動等的工況轉(zhuǎn)換、人口的增加要求列車功率和數(shù)量的增加等，都要求回饋裝置在大功率條件下運行。顯然，單個逆變流器的容量已經(jīng)遠不能滿足需求。若采用更高容量的功率器件，則成本大大提高，多個變流器并聯(lián)不僅提高了整機的功率等級，且并聯(lián)單元間互為冗余，提高了系統(tǒng)的靈活性與可靠性，便于模塊化設計，縮短了生產(chǎn)周期。

交錯并聯(lián)方式即N臺變流器共母線連接，同時在交流側(cè)經(jīng)濾波電感進行并聯(lián)，兩臺變流器對應相的驅(qū)動脈沖信號互錯2π/N角度，使得一些諧波電流相互抵消，改善了網(wǎng)側(cè)電流波形效果。

在單個變流器系統(tǒng)中，因為不會形成零序環(huán)流通道，所以沒有環(huán)流引起的負面問題。但是在并聯(lián)變流器系統(tǒng)中，交錯并聯(lián)方式中，脈沖信號互錯2π/N角度，導致各變流器占空比不一致，并聯(lián)變流器之間就會出現(xiàn)十分嚴重的環(huán)流問題。在并聯(lián)變流器之間流動的環(huán)流，增加了開關器件損耗，嚴重時使開關管發(fā)熱甚至燒毀；環(huán)流還可能會使得三相電流產(chǎn)生畸變，使得總體諧波畸變率增大，導致回饋變流器不能夠滿足并網(wǎng)要求，所以必須改進控制策略抑制環(huán)流。

傳統(tǒng)的抑制環(huán)流措施通常是采用隔離、增加阻抗的方式來抑制環(huán)流，這些方式需要額外增加硬件，增加經(jīng)濟成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明的目的是提供一種抑制軌道交通中能量回收變流器間產(chǎn)生環(huán)流的方法，解決了在多并聯(lián)變流器系統(tǒng)中出現(xiàn)環(huán)流技術問題。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，提供了一種抑制軌道交通中能量回收變流器間產(chǎn)生環(huán)流的方法，包括以下步驟：

步驟一、利用電壓傳感器采集公共直流側(cè)電壓U_dc，利用電壓傳感器測得三相電網(wǎng)電壓，經(jīng)過鎖相環(huán)得到電網(wǎng)電壓相位角θ；利用電流傳感器采集模塊的交流側(cè)a、b、c三相的輸出電流，經(jīng)過派克變換和克拉克變換得到a、b、c三相的輸出電流相加得到模塊間的環(huán)流分量i_z；

步驟二、將給定電壓U^*_dc和電壓傳感器采集的直流側(cè)電壓U_dc作為電壓外環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器的輸入量，輸出得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下d軸給定電流i_d^*、q軸給定電流i_q^*，其中，i_q^*為0A；