[发明专利]电力机车列车供电控制方法、系统以及列车供电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车供电控制技术领域，尤其涉及一种电力机车列车供电控制方法、系统以及列车供电设备。

背景技术

为了促进铁路节能降耗、提高运输效益，已大规模的取消了发电机车，推广电力机车列车供电设备。列车供电设备负责向电客车直供两路直流电压为600V的供电电源，在系统组成上一般由一个或者两个列车供电柜组成，目前已在SS7、SS8、SS9、HXD3C等电力机车上大规模应用。

对于目前的列车供电设备的控制方法，以主流的HXD3C电力机车列车供电设备为例，其结构请参考图1，该电力机车供电系统由两个独立的、完全相同的供电柜组成（1路和2路），每个供电柜均安装主电路和供电控制系统。在进行供电时，如图2所示，供电控制系统需要在确认客车电源工作正常、已发出供电申请信号的情况下，以及机车供电钥匙处于闭合状态且机车辅助变流器工作正常后，机车才向客车发送供电允许信号，同时延时启动DC600V输出。在确定启动DC600V输出后，供电控制系统通过给定延时积分环节的预置值与电压反馈信号比较，经电压调节器运算得出晶闸管的触发角，通过同步处理与功率放大环节控制晶闸管的触发脉冲模块，经隔离处理控制晶闸管的开通。

现有的供电控制系统在进行相控整流调节时，一般采用电压调节器进行调节，即利用输出电压作闭环控制——当输出电压反馈小于DC600V时，控制系统增大整流桥开放角度；当输出电压反馈大于DC600V时，控制系统减小整流桥开放角度。经过多年不断调整，电压调节器的程序和参数设计日趋完善，在输出电压平稳度和响应速度间取得了一个较好的平衡点。

但是，列车供电设备在应用过程中，会遭遇到DC600V输出电压不稳定、振荡等情况，出现这些情况往往是因为：

①每次电力机车列车供电设备重新启动时，客车负载也会重新进行加载，尤其是初次加载时会对列车供电设备造成较大的冲击，造成输出电压大幅度波动，有时甚至会超过客车负载可承受范围（按照铁标规定电压波动范围为DC500V-DC660V）。一旦电压波动超出范围，又会造成客车负载过压或者欠压保护及后续的重复加载，使客车负载（如空调、通风机等）长时间难以启动，缩短了客车负载正常工作时间。

②电力机车存在频繁的过分相行为，平均二三十分钟就有一次，特快列车在某些区段甚至是十几分钟就有一次，这也造成列车供电设备需要频繁重新启动。因此在过分相后如果客车负载不能快速、顺利加载，将大大影响旅客乘车的舒适度，比如说无法保证旅客列车正常的通风量、制冷量或者制热量。

因此，亟需一种方案来解决上述问题，使得列车供电设备在应用过程中，输出稳定的供电电压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种电力机车列车供电控制方法，该方法使得列车供电设备在应用过程中，输出稳定的供电电压。另外，还提供了电力机车列车供电控制系统以及列车供电设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电力机车列车供电控制方法，包括：判断步骤，判断列车供电设备是否满足设定条件，若满足则执行解析步骤；解析步骤，解析所述列车供电设备当前所处的工作状态；调用步骤，根据所述工作状态调用相应的电压调节器进行供电控制，其中，所述设定条件包括：客车电源信号正常、客车供电申请信号正常、电力机车供电钥匙关闭以及电力机车辅助变流器工作正常。

在一个实施例中，在所述解析步骤中，

在解析得到列车供电设备当前所处的工作状态是启动状态时，则调用第一电压调节器进行相控整流调节，以加快所述列车供电设备在启动状态的响应速度；

在解析得到列车供电设备当前所处的工作状态是运行状态时，则调用第二电压调节器进行相控整流调节，以维持所述列车供电设备在运行状态的输出电压平稳。

在一个实施例中，所述第一电压调节器被配置为比例调节参数取值在百千级，积分调节参数取值为数十的PI调节器；

所述第二电压调节器被配置为比例调节参数取值为数十，积分调节参数取值在百千级的PI调节器。

在一个实施例中，在所述判断步骤中，进一步包括：

采集相关的状态信号，将所述状态信号经光耦隔离后发送；

根据经光耦隔离后的状态信号来判断列车供电设备是否满足设定条件。

根据本发明的另一方面，还提供了一种电力机车列车供电控制系统，包括：

判断模块，其判断列车供电设备是否满足设定条件，若满足则执行解析模块；

解析模块，其解析所述列车供电设备当前所处的工作状态；

调用模块，其根据所述工作状态调用相应的电压调节器进行供电控制，