H2的裝置內(nèi)部直流母線電壓值Vdc2作為閉環(huán)控制的反饋數(shù)值，與Vdc2ref進行比較；
2)步驟I)得出的比較值作為控制指令輸入PI調(diào)節(jié)器，得到H2與Hl的相位差θη，將該角度值進行PWM調(diào)制，得到DAB交流器脈沖分配信號。
[0035]如圖5所示，當能饋型牽引供電裝置做無功補償運行時，其控制方法與工作在牽引整流/回饋逆變工作模式時的區(qū)別在于三相H橋級聯(lián)變流器的外環(huán)不是電壓環(huán)而是無功功率環(huán)。
[0036]具體步驟如下:
1)在控制端設置外環(huán)控制的無功功率參考值Qref;
2)實時監(jiān)測外環(huán)控制中牽引網(wǎng)直流母線的無功功率實際值Qout，將其作為反饋電壓值與外環(huán)控制的無功功率參考值Qref進行比較，得出兩者的差值;當Qref-QoutX)時，無需無功補償;當Qref-QoutCO時，輸出無功補償控制指令給內(nèi)環(huán)電流控制；
3)將步驟2)的輸出作為內(nèi)環(huán)電流控制的控制指令輸入PI調(diào)節(jié)器，得到內(nèi)環(huán)控制d軸的有功參考電流Idref，同時根據(jù)需要無功補償?shù)拇笮〉玫絨軸的無功參考電流Iqref;
4)對三相交流側輸出的電流I進行實時監(jiān)測，并將其轉換到dq坐標下，形成有功電流Id和無功電流Iq;
5)將Id作為反饋值、Idref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;需要無功補償時，將Iq作為反饋值、Iqref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;結合有功無功的輸出，在dq坐標下，得到調(diào)節(jié)值；
6 )將dq坐標下的調(diào)節(jié)值轉換到abc坐標下分別得出a、b、c三相的調(diào)節(jié)值，進行pwm調(diào)制，得到H橋級聯(lián)變流器脈沖分配信號。
【主權項】
1.一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置，其特征是:包括三個單相級聯(lián)雙向流動變流器;每個單相級聯(lián)雙向變流器包括η個級聯(lián)的變流模組； 所述變流模組包含三個H橋變流器Hl、Η2、Η3及一個單相高頻變壓器;所述H橋變流器對外的電氣端子包括兩個直流端子和兩個交流端子;Hl的直流端子連接直流母線，交流端子連接單相高頻變壓器的原邊，單相高頻變壓器的副邊連接Η2的交流端子，組成隔離型雙有源橋DAB變流器;Η3的直流端子連接Η2的直流端子，交流端子與相鄰組的Η3的交流端子串聯(lián)； η個Hl的直流端子并聯(lián)后形成對應的單相級聯(lián)雙向變流器的正負直流母線端，正負直流母線端分別通過直流開關柜和負極柜連接到直流牽引接觸網(wǎng)和鋼軌；η個Η3的交流端子串聯(lián)后形成對應的單相級聯(lián)雙向變流器的正負交流母線端，正交流母線端通過并網(wǎng)電抗器和高壓開關柜接入到電網(wǎng)，負交流母線端與另外兩相級聯(lián)雙向變流器的負端短接形成中性點。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置，其特征是:所述單相高頻變壓器包括兩繞組變壓器，所述繞組變壓器的磁芯采用高頻磁芯。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置，其特征是:所述H橋變流器包括四個電力電子開關器件及直流電容，每兩個電力電子開關器件串聯(lián)后與直流電容并聯(lián)，串聯(lián)的電力電子開關器件之間引出H橋變流器的兩個交流端子，直流電容的兩端引出H橋變流器的兩個直流端子。4.采用權利要求1至3所述的任意一項所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置的控制方法，其特征是:當能饋型牽引供電裝置工作在牽引整流/回饋逆變工作模式時，采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制;裝置實時檢測牽引網(wǎng)直流母線電壓，通過直流母線電壓控制閉環(huán)來實時控制單相級聯(lián)雙向變流器與電網(wǎng)的能量交換；當車輛牽引啟動時牽引網(wǎng)直流母線電壓被拉低，單相級聯(lián)雙向變流器從電網(wǎng)獲取能量引起裝置內(nèi)部直流母線電壓上升，同時隔離型雙有源橋DAB變流器將裝置內(nèi)部直流母線能量注入直流牽引網(wǎng)，在裝置容量內(nèi)保持牽引網(wǎng)直流母線電壓和裝置內(nèi)部直流母線電壓的穩(wěn)定；當車輛制動再生制動時，再生能量使得直流母線電壓升高，單相級聯(lián)雙向變流器向電網(wǎng)注入有功功率引起裝置內(nèi)部直流母線電壓下降，同時隔離型雙有源橋DAB變流器從直流牽引電網(wǎng)獲得能量注入裝置內(nèi)部直流母線，維持牽引網(wǎng)直流母線電壓和裝置內(nèi)部直流母線電壓的穩(wěn)定。5.根據(jù)權利要求4所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置的控制方法，其特征是:所述電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制包括以下步驟: 1)在控制端設置外環(huán)控制的參考電壓Vdcref； 2)實時監(jiān)測外環(huán)控制中牽引網(wǎng)直流母線電壓Vdc，將其作為反饋電壓值與外環(huán)參考電壓值Vdcref進行比較，得出兩者的差值；當Vdcref-VdcX^t，輸出回饋逆變指令信號；當Vdcref-Vdc < O時，輸出牽引整流指令信號； 3)將步驟2)的輸出作為內(nèi)環(huán)電流控制的控制指令輸入PI調(diào)節(jié)器，得到內(nèi)環(huán)控制d軸的有功參考電流Idref，同時根據(jù)需要無功補償?shù)拇笮〉玫絨軸的無功參考電流Iqref; 4)對三相交流側輸出的電流I進行實時監(jiān)測，并將其轉換到dq坐標下，形成有功電流Id和無功電流Iq; 5)將Id作為反饋值、Idref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;需要無功補償時，將Iq作為反饋值、Iqref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;結合有功無功的輸出，在dq坐標下，得到調(diào)節(jié)值； 6)將dq坐標下的調(diào)節(jié)值轉換到abc坐標下分別得出a、b、c三相的調(diào)節(jié)值，進行pwm調(diào)制，得到H橋級聯(lián)變流器脈沖分配信號。6.根據(jù)權利要求4所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置的控制方法，其特征是:當能饋型牽引供電裝置在無功補償模式時，采用無功功率外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制。7.根據(jù)權利要求6所述的一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置的控制方法，其特征是:所述無功功率外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制包括以下步驟: 1)在控制端設置外環(huán)控制的無功功率參考值Qref; 2)實時監(jiān)測外環(huán)控制中牽引網(wǎng)直流母線的無功功率實際值Qout，將其作為反饋電壓值與外環(huán)控制的無功功率參考值Qref進行比較，得出兩者的差值;當Qref-QoutX)時，無需無功補償;當Qref-QoutCO時，輸出無功補償控制指令給內(nèi)環(huán)電流控制； 3)將步驟2)的輸出作為內(nèi)環(huán)電流控制的控制指令輸入PI調(diào)節(jié)器，得到內(nèi)環(huán)控制d軸的有功參考電流Idref，同時根據(jù)需要無功補償?shù)拇笮〉玫絨軸的無功參考電流Iqref; 4)對三相交流側輸出的電流I進行實時監(jiān)測，并將其轉換到dq坐標下，形成有功電流Id和無功電流Iq; 5)將Id作為反饋值、Idref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;需要無功補償時，將Iq作為反饋值、Iqref作為參考值，輸入PI調(diào)節(jié)器;結合有功無功的輸出，在dq坐標下，得到調(diào)節(jié)值； 6)將dq坐標下的調(diào)節(jié)值轉換到abc坐標下分別得出a、b、c三相的調(diào)節(jié)值，進行pwm調(diào)制，得到H橋級聯(lián)變流器脈沖分配信號。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模塊級聯(lián)式能饋型牽引供電裝置及其控制方法，包括三個單相級聯(lián)雙向流動變流器；每個單相級聯(lián)雙向變流器包括n個級聯(lián)的變流模組；所述變流模組包含三個H橋變流器H1、H2、H3及一個單相高頻變壓器。本發(fā)明采用模塊級聯(lián)式城軌能饋型牽引供電裝置采用具有能量雙向流動能力的電力電子高頻隔離變壓器和級聯(lián)H橋電力電子實現(xiàn)了電氣隔離、高壓直掛并網(wǎng)、牽引整流、逆變回饋和無功補償控制；體積和造價降低；諧波電流?。痪哂懈鼜姷倪^載能力。
【IPC分類】H02J3/18, B60M3/06, H02J3/38, B60M3/00
【公開號】CN105584386
【申請?zhí)枴緾N201610097931
【發(fā)明人】李錦 , 仇志凌, 胡磊磊, 劉定坤, 芮國強, 葛文海
【申請人】南京亞派科技股份有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年2月23日