[发明专利]动车组辅助变流器有互联线并联供电控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆辅助供电系统，具体的说，涉及一种动车组辅助变流器有互连线并联供电控制系统及利用该控制系统进行供电控制的控制方法。

背景技术

辅助逆变器是动车组供电设备部件之一，起到提供稳定的三相交流和单相交流电源，为动车组空调压缩机、通风装置、空压机、电加热器、充电机等交流辅助设备供电。目前动车组辅助逆变器有逆变电源单独供电、无互联线并联、有互联线并联三种供电模式。其中逆变电源单独供电模式特点为接线简单，单机容量较大，单台损坏时，需要邻车通过接触器转换供电，可靠性较低。

无互联线并联供电模型特点为借鉴发电机并网时的控制策略，采用外特性下垂法，每个模块仅检测本模块的输出功率，分解为有功功率和无功功率后，按一定算法调整本模块的输出电压和频率实现均流，但是均流效果不理想，小功率负载并联产生较大环流。

有互联线并联供电模型特点为各个模块输出并联，各模块之间通过互联线交流信息，获知系统的平均功率或输出电流，各模块采集并跟踪共享的参考信号，实现并联控制，此方法均流效果明显提高，增强动车组辅助供电系统可靠和冗余性。但是现有的有互连线并联供电系统多由于并连线较多，且长距离传输信号不稳定，容易控制失误并联失败。微电网并联控制与光伏并网和风电并网相比，在小功率负载条件下，环流较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、传输信号稳定、采用较少的互连线即可以实现稳定可靠供电的动车组辅助变流器有互连线并联供电系统。

本发明的技术方案是：一种动车组辅助变流器有互联线并联供电系统，包括多个三相逆变器模块，多个三相逆变器模块之间为并联结构，某三相逆变器模块的任意两相电路与该三相逆变器模块相邻的三相逆变器模块的相应的两相电路之间通过连接线路模块分别并联，连接线路模块与控制系统相连，各三相逆变器模块也与控制系统相连，各三相逆变器模块的三相线路上均设置有开关；连接线路模块包括电流互感器，电流互感器并联在某一相电路的两端，电流互感器并联连接有一电压电阻，电流互感器串联连接有一电流传感器，任意两相邻的连接线路模块之间并联，电流互感器与控制系统相连。

一种动车组辅助变流器有互联线并联控制系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）电流互感器完成对三相逆变器模块相电路电流的调整，将较大的电流调整为小电流，小电流信号更便于控制系统利用；

（2）电流传感器采集三相逆变器模块上的电流，包括电流的相位和幅值，并将采集的结果传送到控制系统；

（3）控制系统收集采集到的电流值，并对任意两相邻三相逆变器模块的相同相电路上的电流值的相位和幅值进行比较，若两相邻相逆变器模块上的电流的相位和幅值不等，控制系统计算相位和幅值差，并根据计算结果控制两逆变器模块自动进行均流，直至两相邻相逆变器模块上的电流的相位和幅值相等；控制系统对两相邻逆变器模块的并联的两路相电路执行如上同样的操作。

优选的是：控制系统自动监控各路三相逆变器模块工作情况，当某一路三相逆变器模块发生故障时，控制系统将通过开关控制该路逆变器切断与供电系统的连接。

本发明的有益效果是：

（1）本发明采用了较少的互连线，仅将三相逆变器模块中的任意两相分别并联，通过均衡三相电路中任意两相之间的电流，实现稳定的供电，大大提高了系统的可靠性。

（2）本发明实现了多台三相逆变器模块的并联运行，单台三相逆变器模块发生故障时出现过压、过流、短路等故障是可以有效识别并采取相应措施，故障模块退出并联系统，冗余的模块依然可正常供电，保证动车组辅变网络安全、可靠、平稳运行，增强了系统运行的可靠性。

（3）多路并网系统拓扑结构可以根据整车容量灵活增加或减少装车逆变模块数量，并网模块单体全部相同，提高模块互换性。

（4）本发明的控制系统利用的是电路的电流信号，电流信号抗干扰能力较强，有利于控制系统的稳定性。由于监控不均衡电流瞬时值，提高不均衡电流调节速度，增加辅助逆变并网系统稳定度，解决微电网小负载并联环流较大问题。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明三相逆变器模块1和三相逆变器模块2并联前U相输出的电压波形图。

附图3为本发明三相逆变器模块1和三相逆变器模块2并联前U相输出的电流波形图。

附图4为本发明三相逆变器模块1和三相逆变器模块2并联后U相输出的电压与电流波形。

具体实施方式

实施例1

如图1所示