[發明專利]牽引網高次諧波抑制方法及系統、軌道交通車輛

有效

• 申請號: 202110223229.1
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112886590B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 廖洪濤;王位;鄒煥青;羅曉娟;雷欣;賈巖鑫
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;王娟

本發明公開了一種牽引網高次諧波抑制方法及系統、軌道交通車輛，實時采集接觸網網壓，計算所述網壓的諧波含量及特征頻率；若所述諧波含量不小于預設的門檻值，則判定網壓異常，控制四象限變流器停止運行；判斷當前網壓的特征頻率是否在某四象限控制方式特征頻率預設范圍內，若否，則控制所述四象限變流器以該四象限控制方式運行。本發明在不改變傳統大功率電力機車接觸網供電工作模式主電路拓撲結構的基礎上，通過增加FFT計算檢測單元以及預置四象限不同運行控制方式，能有效檢測牽引網高頻諧振，準確根據比對結果判斷輸出運行方式，可靠抑制牽引網產生的高頻諧振，提高系統穩定性，為機車的可靠運行提供了多重保障。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，特別是一種牽引網高次諧波抑制方法及系統、軌道交通車輛。

背景技術

當前軌道交通領域電力機車和動車組主要采用交-直-交牽引電傳動技術，牽引變壓器將牽引網提供的高壓單相交流電轉換為合適的低壓單相交流電，再通過四象限變流器(也稱PWM變流器)轉換為直流電，該直流電通過PWM逆變器轉換成電壓和頻率可以調節的三相交流電，驅動牽引電機運行。網側四象限變流器的采用，使得交流機車獲得較高的功率因數和較低的網側諧波電流，但是當四象限變流器投入運行在網側產生的電流特征頻譜與牽引網諧振頻率重合時，容易引發牽引網高頻諧振。高頻諧振事故可能引起一系列嚴重后果，如地面牽引變電所保護動作、機車控制邏輯動作、地面、車上避雷器等高壓設備燒損等。因此，車網高頻諧振抑制方法的研究使用，可以避免高頻諧振引起的事故，有助于維護鐵路正常的運輸秩序。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種牽引網高次諧波抑制方法及系統、軌道交通車輛，有效抑制牽引網高次諧波。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種牽引網高次諧波抑制方法，包括以下步驟：

S1、實時采集接觸網網壓，計算所述網壓的諧波含量；

S2、若所述諧波含量不小于預設的門檻值，則判定網壓異常，控制四象限變流器停止運行；否則，輸出當前網壓的特征頻率；

S3、判斷當前網壓的特征頻率是否在某四象限控制方式特征頻率預設范圍內，若否，則控制所述四象限變流器以該四象限控制方式運行。

本發明的方法能有效檢測牽引網高頻諧振，準確根據比對結果判斷輸出運行方式，可靠抑制牽引網產生的高頻諧振，提高系統穩定性，為機車的可靠運行提供了多重保障。

步驟S1中，利用FFT算法計算所述網壓的諧波含量及特征頻率。計算過程簡單，計算速度快。

步驟S3的具體實現過程包括：

1)判斷當前網壓的特征頻率是否在四象限控制方式1的特征頻率范圍內，若是，則進入步驟2)；否則，控制所述四象限變流器以該四象限控制方式1運行；

2)判斷當前網壓的特征頻率是否在四象限控制方式2的特征頻率范圍內，若是，則進入步驟3)；否則，控制所述四象限變流器以該四象限控制方式2運行；

3)判斷當前網壓的特征頻率是否在四象限控制方式3的特征頻率范圍內，若是，則進入步驟4)；否則，控制所述四象限變流器以該四象限控制方式3運行；

4)判斷當前網壓的特征頻率是否在四象限控制方式4的特征頻率范圍內，若是，則返回S1；否則，控制所述四象限變流器以該四象限控制方式4運行。

通過上述過程，在不改變傳統大功率電力機車接觸網供電工作模式主電路拓撲結構的基礎上，預置四象限不同運行控制方式，進一步有效檢測牽引網高頻諧振。

相應地，本發明還提供了一種牽引網高次諧波抑制系統，包括：

網壓檢測單元，用于實時采集接觸網網壓；

檢測計算單元，用于計算所述網壓的諧波含量及特征頻率；