CN110077237B - 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法 - Google Patents

一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110077237B
CN110077237B CN201910306532.0A CN201910306532A CN110077237B CN 110077237 B CN110077237 B CN 110077237B CN 201910306532 A CN201910306532 A CN 201910306532A CN 110077237 B CN110077237 B CN 110077237B
Authority
CN
China
Prior art keywords
traction
station
feedback device
energy feedback
reactive power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910306532.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110077237A (zh
Inventor
谢晔源
王宇
刘洪德
吴扣林
祁琦
钱为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN201910306532.0A priority Critical patent/CN110077237B/zh
Publication of CN110077237A publication Critical patent/CN110077237A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110077237B publication Critical patent/CN110077237B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/16—Dynamic electric regenerative braking for vehicles comprising converters between the power source and the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种能馈装置控制器，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元；所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；所述无功功率计算单元，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。本发明还提供了一种轨道交通牵引供电***和该***的环流抑制方法，通过调节再生电能回馈装置输出无功，稳定再生电能回馈装置交流输出电压，避免再生电能回馈装置与牵引整流器之间产生环流。

Description

一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法
技术领域
本发明属于城市轨道交通领域，特别涉及一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及环流抑制控制方法。
背景技术
为解决大城市日益突出的交通问题，近年来城市轨道交通因其较高的准时性、速达性、舒适性以及较大的运输力已进入大规模高速发展期。目前国内城市轨道交通领域存在再生能量利用的需求，机车运行过程中进站时刻，刹车制动的能量将反馈给牵引网，将抬升直流牵引网网压，当达到设置在变电所的能量回馈装置的整定启动门槛值时，该装置投入，开始回馈再生电能。但在实际工程中，直流牵引网压不仅与再生能量相关，还与主所交流母线电压相关，交流侧电压的升高也会导致直流网压升高，此时再生电能回馈如果进入回馈状态，直流牵引网压有下降趋势，导致牵引整流器的交流电压高于直流牵引网压，能量再次从交流侧返送回直流侧，形成环流。该环流影响了再生电能回馈装置向电网正常回馈能量，降低了再生能量的利用效率；而且该环流长期存在，会大大增加牵引整流器与再生电能回馈装置的损耗，影响设备寿命。
现有技术中，有采用浮动门槛值的方法避免环流，该方法的主要原理是根据交流电压的变化调整再生电能回馈装置的启动门槛，这样做的弊端在于：(1)过于依赖采样精度，当交流电压存在谐波或负序时，会导致门槛值设置不准，影响能量回馈的效率。(2)当交流电压变化频繁时，门槛值频繁变化，使装置工作状态不稳定。(3)当电网电压升高，门槛值升高，如果此时再生能量小幅度增加，未达到门槛值，能馈装置会拒动，影响回馈效率。(4)该方法虽然能够解决站内环流，各个牵引站能馈装置交流电压不同，门槛值也不同，控制不当会导致站间环流，需要各站之间进行协调控制，提高了***复杂度。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及环流抑制控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种能馈装置控制器，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；
所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元；
所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；
所述无功功率计算单元，用于根据牵引所交流母线电压、牵引所进线电流计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。
进一步地，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
进一步地，所述能馈装置控制器还包括判定执行单元；所述判定执行单元用于：
当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，控制再生电能回馈装置停止运行。
进一步地，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
进一步地，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000031
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
进一步地，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000032
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
进一步地，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
本发明还提出了一种轨道交通牵引供电***，所述牵引供电***包含再生电能回馈装置、牵引整流器、主所与牵引所之间连接线路、牵引所交流母线，直流牵引网，所述牵引供电***还包括能馈装置控制器、直流牵引网采样单元；
所述再生电能回馈装置的交流侧与牵引整流器交流侧连接牵引所交流母线，牵引所交流母线通过主所与牵引所之间连接线路与主所交流母线连接，再生电能回馈装置的直流侧以及牵引整流器直流侧均与直流牵引网连接；所述直流牵引网采样单元实时采集直流牵引网直流电压；直流牵引网采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器，所述能馈装置控制器控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向。
进一步地，所述牵引供电***还包括牵引所交流母线电压采样单元；牵引所进线电流采样单元、主所交流母线电压采样单元、主所进线电流采样单元；上述采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器。
进一步地，再生电能回馈装置由能馈变压器与逆变器构成，装置具备独立的有功功率与无功功率调节功能。
进一步地，牵引整流器由整流变压器与二极管整流器构成，将交流电压整流获得直流牵引网直流电压。
进一步地，所述能馈装置控制器从采样单元中获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流，计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数。
进一步地，所述能馈装置控制器从采样单元中获取主所交流母线电压、主所进线电流，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。
进一步地，经过计算，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
本发明还包括含上述轨道交通牵引供电***的全站协调供电***，所述全站协调供电***包括至少两个轨道交通牵引供电***，还包括主所变压器以及主所交流母线，主所变压器的原边连接上级电网，主所变压器的副边连接主所交流母线。
本发明还提供了一种所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，所述控制方法具体包括：
能馈装置控制器实时获取直流牵引网直流电压、牵引所交流母线电压以及主所交流母线电压；
当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置停止运行。
进一步地，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
进一步地，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000051
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
进一步地，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000052
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
进一步地，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
本发明的有益效果是：
(1)本发明方法通过再生电能回馈装置无功功率的调节作用以及牵引站到主所线路的等效电抗实现了装置交流侧电压的调节：在主所交流母线电压波动的情况下，通过无功电流与等效电抗，产生压降，刚好补偿波动的电压变化量，使能馈装置的交流电压保持稳定，从根本上避免了环流问题。
(2)本发明方法无需调节再生电能回馈装置的启动门槛，降低了装置拒动的风险，在逻辑设计中，优先保证有功功率的回馈，使电能回馈效率最大化。
(3)本发明充分利用了能馈装置的容量，在无机车制动期间，稳定牵引站交流电压，并就地优化了站内无功，提升了牵引站内的电能质量。
(4)多个牵引站如果均采用本发明的控制方法，每个牵引站的交流电压的控制目标值可设定成固定值，无需站间通讯即可实现环流抑制。
附图说明
图1是本发明轨道交通牵引供电***拓扑示意图；
图2是包含两套本发明轨道交通牵引供电***的实施例图；
图3是包含一套本发明轨道交通牵引供电***和一套不包含能馈装置***的实施例图；
图4是本发明轨道交通牵引供电***的控制方法示意图。
图中标号名称：1、再生电能回馈装置；2、牵引整流机组；3、主所与牵引所之间连接线路；4、直流牵引网5、主所交流母线；6、主所变压器；7、能馈装置控制器；8、主所交流母线电压采样单元；9、牵引所交流母线电压采样单元；10、直流牵引网采样单元；11、牵引所交流母线。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明公开了一种能馈装置控制器的具体实施例，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；
所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元；
所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；
所述无功功率计算单元，用于根据牵引所交流母线电压、牵引所进线电流计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。
上述方案中，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
在优选的实施例中，所述能馈装置控制器还包括判定执行单元；所述判定执行单元用于：
当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，控制再生电能回馈装置停止运行。
其中，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
其中，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000071
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
其中，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000072
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
其中，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
本发明还公开一种轨道交通牵引供电***的具体实施例，如图1所示，所述牵引供电***包含再生电能回馈装置1、牵引整流器2、主所与牵引所之间连接线路3、牵引所交流母线11，直流牵引网4，所述牵引供电***还包括能馈装置控制器7、直流牵引网采样单元10；
所述再生电能回馈装置的交流侧与牵引整流器交流侧连接牵引所交流母线，牵引所交流母线通过主所与牵引所之间连接线路与主所交流母线5连接，再生电能回馈装置的直流侧以及牵引整流器直流侧均与直流牵引网连接；所述直流牵引网采样单元实时采集直流牵引网直流电压；直流牵引网采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器，所述能馈装置控制器控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向。
其中，所述牵引供电***还包括牵引所交流母线电压采样单元9；牵引所进线电流采样单元、主所交流母线电压采样单元8、主所进线电流采样单元；上述采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器。
其中，所述再生电能回馈装置由能馈变压器与逆变器构成，装置具备独立的有功功率与无功功率调节功能。
其中，所述牵引整流器由整流变压器与二极管整流器构成，将交流电压整流获得直流牵引网直流电压。
其中，所述能馈装置控制器从采样单元中获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流，计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数。
其中，所述能馈装置控制器从采样单元中获取主所交流母线电压、主所进线电流，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。
其中，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
本发明还包括含上述轨道交通牵引供电***的全站协调供电***，所述全站协调供电***包括至少两个轨道交通牵引供电***，还包括主所变压器6以及主所交流母线，主所变压器的原边连接上级电网，主所变压器的副边连接主所交流母线。
如图2所示，全站协调供电***包含两套轨道交通牵引供电***，两套轨道交通牵引供电***均包括再生电能回馈装置，每套再生电能回馈装置通过无功功率调节牵引所交流母线电压，在避免牵引所所内环流的前提下，还能够避免两套轨道交通牵引供电***之前的环流。
如图3所示，当能馈装置跨站安装时，本发明也能够起到作用，一套本发明轨道交通牵引供电***和一套不包含能馈装置***，本实施例中牵引所1装设了能馈，当有刹车能量时，能馈装置启动后，直流电压降低；牵引所2不包含能馈装置，若此时交流电压也升高，整流器整流后直流电压升高，此时牵引所1与牵引所2站之间发生环流。
通过本发明方法，可以稳定牵引所1的交流母线电压，因为是相临站，站1与站2距离近，等效阻抗小，因此牵引所2的交流母线电压也相应降低，使直流母线电压降低，避免造成两个牵引所之间的环流。
本发明还提供了一种所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，如图4所示，所述控制方法包括如下步骤：
步骤1：能馈装置控制器实时获取直流牵引网直流电压、牵引所交流母线电压以及主所交流母线电压；
步骤2：当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
步骤3：当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；；
步骤4：当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
步骤5：当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置停止运行。
其中，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
其中，所述步骤3中吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000101
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
其中，所述步骤4中发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure BDA0002029993470000102
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
其中，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例进行的各种形式修改或变更均在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种能馈装置控制器，其特征在于，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；
所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元和判定执行单元；
所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；
所述无功功率计算单元，用于根据牵引所交流母线电压、牵引所进线电流计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率；
所述判定执行单元用于：
当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，控制再生电能回馈装置停止运行。
2.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
3.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
4.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure FDA0003071644590000021
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
5.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure FDA0003071644590000022
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
6.如权利要求4或5所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
7.一种轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，述轨道交通牵引供电***包含再生电能回馈装置、牵引整流器、主所与牵引所之间连接线路、牵引所交流母线，直流牵引网，其特征在于，所述牵引供电***还包括能馈装置控制器、直流牵引网采样单元；
所述再生电能回馈装置的交流侧与牵引整流器交流侧连接牵引所交流母线，牵引所交流母线通过主所与牵引所之间连接线路与主所交流母线连接，再生电能回馈装置的直流侧以及牵引整流器直流侧均与直流牵引网连接；所述直流牵引网采样单元实时采集直流牵引网直流电压；直流牵引网采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器，所述能馈装置控制器控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；
其特征在于：
所述控制方法具体包括：
能馈装置控制器实时获取直流牵引网直流电压、牵引所交流母线电压以及主所交流母线电压；
当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；
当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置停止运行。
8.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述牵引供电***还包括牵引所交流母线电压采样单元；牵引所进线电流采样单元、主所交流母线电压采样单元、主所进线电流采样单元；上述采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器。
9.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，再生电能回馈装置由能馈变压器与逆变器构成，装置具备独立的有功功率与无功功率调节功能。
10.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，牵引整流器由整流变压器与二极管整流器构成，将交流电压整流获得直流牵引网直流电压。
11.如权利要求8所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述能馈装置控制器从采样单元中获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流，计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数。
12.如权利要求8所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述能馈装置控制器从采样单元中获取主所交流母线电压、主所进线电流，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。
13.如权利要求12所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，经过计算，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。
14.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。
15.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：
Figure FDA0003071644590000041
其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
16.如权利要求7所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：
Figure FDA0003071644590000042
其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。
17.如权利要求15或16所述的轨道交通牵引供电***的环流抑制控制方法，其特征在于，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
CN201910306532.0A 2019-04-17 2019-04-17 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法 Active CN110077237B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910306532.0A CN110077237B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910306532.0A CN110077237B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110077237A CN110077237A (zh) 2019-08-02
CN110077237B true CN110077237B (zh) 2021-10-01

Family

ID=67415344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910306532.0A Active CN110077237B (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110077237B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111917143B (zh) * 2020-07-08 2022-07-22 南京南瑞继保电气有限公司 全线式机车能馈设备控制方法和控制装置
CN113937805B (zh) * 2020-07-14 2024-07-09 南京南瑞继保工程技术有限公司 基于goose通讯的地铁制动再生电能回馈联调控制方法和***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08223806A (ja) * 1995-02-20 1996-08-30 Nissin Electric Co Ltd 自励式無効電力補償装置の運転方法
CN101154814A (zh) * 2006-09-26 2008-04-02 唐安祥 电能回馈式无功自动补偿方法和装置
CN102328601A (zh) * 2011-09-13 2012-01-25 北京千驷驭电气有限公司 一种高功率因数高性价比能馈式牵引供电***
CN106099978A (zh) * 2016-07-07 2016-11-09 许继集团有限公司 用于无功补偿的地铁制动能量回馈装置、控制方法
CN108964078A (zh) * 2018-08-02 2018-12-07 北京千驷驭电气有限公司 城市轨道交通分散式无功补偿方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
CN110077237A (zh) 2019-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112350377B (zh) 一种同相牵引供电发电***及控制方法
CN105140948B (zh) 柔性直流输电***功率协调控制方法
CN107732930B (zh) 一种适用于地铁牵引供电***的多功能变流器***
CN108964097B (zh) 抽水蓄能与可再生能源发电协同运行***及方法
CN110077237B (zh) 一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电***及控制方法
CN203674793U (zh) 在线式工频不间断电源
CN210041352U (zh) 一种新型风电储能电站的多站合一拓扑结构
CN109038656B (zh) 计及有功输出状态的大型光伏电站avc控制方法及***
CN108321818B (zh) 多直流功率紧急支援协调控制方法
CN107910877B (zh) 一种送端换流站高功率波动时并联电容器投切控制方法
CN208299522U (zh) 一种电动车充电***
CN106099978A (zh) 用于无功补偿的地铁制动能量回馈装置、控制方法
CN110098619A (zh) 一种多端口电力电子交流变压器***
CN209212226U (zh) 一种超级电容储能的侧钻井钻机电控装置
CN108539772B (zh) 城市轨道交通再生制动能量控制分配***及方法
CN111817366B (zh) 中压直流输入双输出三电平移相全桥充电装置及在线充电控制方法
CN103346571B (zh) 一种适应电网需求的微网控制方法及装置
CN112803504A (zh) 一种多功能一体化变流设备及其控制方法
CN110165683B (zh) 一种轨道交通供电***及其集中无功补偿方法和装置
CN110518617A (zh) 考虑交流侧运行状态的mmc-mtdc下垂控制方法
CN105743134A (zh) 自适应快速调节光伏avc控制方法
CN114696373A (zh) 无功功率分散协同控制方法
CN210351038U (zh) 一种低损耗型城市轨道交通双向变流器
CN114771360A (zh) 一种电气化铁路交直流牵引供电构造及控制方法
CN210350801U (zh) 一种牵引变电所供电储能构造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant