[发明专利]一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置及控制方法

权利要求书

1.一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置，其特征在于，它包括：

一台双分裂变压器(1)，该变压器由一个原边绕组和两个副边分裂绕组组成，原边绕组接交流中压电网，采用星形连接，每个副边绕组连接一台大功率双向变流器，各副边绕组的连接方式相同，均采用三角形连接；

第一台、第二台大功率双向变流器(2、5)的直流输出侧串联连接，直流滤波电感(3)串接在第一台大功率双向变流器(2)的直流正端输出与直流接触网之间，第二台大功率双向变流器(5)的直流负端接钢轨；

中央控制器(4)通过CAN网络与第一台和第二台大功率双向变流器(2、5)互联。

2.根据权利要求1所述的一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置，其特征在于：双分裂变压器的全穿越阻抗和半穿越阻抗取值范围为20％～50％。

3.根据权利要求1所述的一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置，其特征在于：第一台和第二台大功率双向变流器(2、5)的功率开关管选用智能功率模块。

4.一种权利要求1所述的一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置的控制方法，其特征在于：采用分层控制，中央控制器负责有功电流指令和无功电流指令的计算，第一台和第二台大功率双向变流器(2、5)根据有功电流指令和无功电流指令对其交流电流进行闭环控；

有功电流指令的计算是通过检测直流接触网电压，并进行PI闭环控制得到；

无功电流指令计算式为：

iq′=-0.5×Q1.5Ed]]>

其中，Q为中央控制器接收的来自SCADA的主变电站进线处的无功功率值，E_d为双分裂变压器(1)二次侧电压转换到同步旋转坐标系下的值；

第一台和第二台大功率双向变流器(2、5)交流电流闭环控制方法采用基于同步旋转坐标系的电流解耦控制，实现对有功和无功的独立控制。

5.根据权利要求4所述的一种具有无功补偿功能的能馈式牵引供电装置的控制方法，其特征在于：

所述基于同步旋转坐标系的电流解耦控制，包括下列步骤：

步骤一，检测双分裂变压器(1)原边电压互感器输出的两相交流电压，并进行锁相，得到电网电压同步角；

步骤二，分别检测第一台和第二台大功率双向变流器(2、5)的两相交流电流，并利用坐标变换转换到同步旋转坐标系，然后再根据有功电流指令和无功电流指令分别对d轴电流和q轴电流进行PI控制；

步骤三，将d、q轴PI控制的输出用于空间矢量脉宽调制，产生六路驱动脉冲。