[發明專利]一種牽引供電系統低頻阻尼自適應補償裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202010029229.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111181176B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 胡海濤;李欣;楊杰;周毅;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;天津中鐵電氣化設計研究院有限公司;株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;B60M3/00
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種牽引供電系統低頻阻尼自適應補償裝置的控制方法，所述補償裝置包括變壓器，變壓器的二次側通過交流側輸入電感連接到單相整流橋的輸入端，單相整流橋的輸出端連接到直流側支撐電容；所述變壓器的一次側用于連接牽引變電所牽引主變壓器的二次側；其特征在于，包括

采集PCC點電壓u_pcc，經過二階廣義積分器產生正交的電壓αβ分量u_α、u_β，再經過dq變換得到d軸、q軸的分量u_d、u_q；u_q還經過鎖相環獲得交流側相位θ；

采集所述補償裝置的輸入電流i_a，延遲四分之一周期獲得輸入電流αβ分量i_a、i_β，經過dq變換得到d軸、q軸的分量i_d、i_q；

采集所述補償裝置的接入點處的負載電流i_L，延遲四分之一周期獲得負載電流αβ分量i_La、i_Lβ，經過dq變換得到d軸、q軸的分量i_Ld、i_Lq；i_Ld、i_Lq還分別通過低通濾波器得到直流分量i_Ld0、i_Lq0；i_Ld、i_Lq分別與i_Ld0、i_Lq0相減獲得電流環第一參考信號i_dhref、i_qhref；

采集所述補償裝置的直流側電壓u_dc，與直流電壓參考值u_dcref間的差值通過電壓環PI控制器得到電流環第二參考信號i_d0ref，并令電流環第二參考信號i_q0ref為0，即

i_d0ref＝(u_dcref-u_dc)×(K_pvd+K_ivd/s)；

其中，K_pvd、K_ivd是電壓環PI控制器的參數，s是拉普拉斯變換后的復變量；

u_d還通過帶通濾波器提取其低頻振蕩信號，進行限幅和平方化后再通過低通濾波器得到低頻振蕩信號的方均值V_LFO，即

其中，ω_c1是帶通濾波器中心頻率，Q是帶通濾波器的品質因數，ω_c2是低通濾波器的截止頻率；

方均值V_LFO若小于方均參考值V_LFO0，則令實際誤差值V_err為0，否則進一步判斷方均值V_LFO后得到實際誤差值V_err，具體為：

其中，V_ref為誤差參考值，V_max、V_min分別是閾值；

V_err經過虛擬電阻計算環路的PI控制器后，得到補償的虛擬電阻值R_v，即

其中，K_pd、K_id是PI控制器的參數；

將u_d、u_q除以虛擬電阻值R_v，得到電流環第三參考信號i_dvref、i_qvref，即

令所述補償裝置的電流環參考信號i_dref、i_qref分別為電流環第一、第二、第三參考信號之和，即

將i_dref、i_qref分別與i_d、i_q做差，差值經過電流環PI控制器分別得到調制信號參考值u_abdref、u_abqref，即

其中，K_pcd、K_icd是電流環PI控制器的控制參數，L_d為所述補償裝置的交流側輸入電感；

u_abdref、u_abqref再進行dq逆變換，獲得αβ坐標下SPWM的調制參考信號u_α，即

u_α再經過PWM調制，產生SPWM信號Q1～Q4用于控制所述補償裝置的單相整流橋。