[实用新型]基于谐振控制策略的能馈式牵引供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力供电领域，尤其涉及一种基于谐振控制策略的能馈式牵引供电装置。

背景技术

当前，城市轨道交通普遍通过牵引供电装置为机车车辆供电，所述牵引供电装置通常采用24脉波二极管整流机组（由两个12脉波整流机组构成），但是该技术方案的缺点是直流输出电压不可控，电压波动范围大，并且列车制动能量不能回馈交流电网。采用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，以下简称PWM）整流机组能够克服二极管整流机组的以上诸多缺陷，实现输出电压可控以及能量的双向流动。但是，仅采用PWM整流机组的牵引供电装置的性能无法满足实际要求，并且成本较高。

因此，现有的技术方案中，通过PWM整流机组与12脉波二极管整流机组并联，利用二极管整流机组简单可靠、过载能力强、价格低廉，以及PWM整流机组能量双向流动、功率因数可调的优点，既能改善直流电网电压稳定性，提高供电品质，同时也能实现列车制动能量回馈交流电网。

但是，在上述现有的技术方案中，所述12脉波二极管整流机组中的二极管整流器会产生较多的11，13次谐波电流，导致11，13次谐波电流注入电网，影响交流母线电流呈现的正弦波形。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于谐振控制策略的能馈式牵引供电装置，用于解决12脉波二极管整流机组产生的11，13次谐波电流注入电网，导致影响交流母线电流呈现的正弦波形的问题。

本实用新型提供一种基于谐振控制策略的能馈式牵引供电装置，包括：电流传感器、12脉波二极管整流机组、脉冲宽度调制PWM整流机组和控制单元；

所述电流传感器连接于交流母线上；所述12脉波二极管整流机组，与所述PWM整流机组并联；

所述PWM整流机组包括双分裂变压器和PWM变流单元；所述PWM变流单元包括两个参数相同的PWM整流器，所述两个PWM整流器的交流侧分别与所述双分裂变压器的两个副边绕组连接，所述两个PWM整流器的直流输出端并联；

所述控制单元，与所述交流母线、所述电流传感器、所述牵引供电装置的输出端和所述两个PWM整流器的驱动端连接，用于对从所述交流母线采集的交流母线电压、从所述牵引供电装置的输出端采集的直流电压实际值V_dc、预先设定的直流电压指令值V_dc^*和所述电流传感器采集的交流母线电流进行处理获得驱动脉冲，并将所述驱动脉冲输出给所述PWM整流器，以使所述驱动脉冲作用后的PWM整流器对11，13次谐波电流进行谐波补偿，其中所述处理包括谐振控制。

所述控制单元包括：检测模块、运算模块、直流电压环和交流电流环；

所述检测模块，与所述交流母线、所述牵引供电装置的输出端、所述运算模块和所述直流电压环连接，用于将从所述交流母线采集到的交流母线电压和从所述牵引供电装置的输出端采集到的直流电压实际值V_dc分别发送给所述运算模块和所述直流电压环；

所述运算模块，与所述交流电流环连接，用于将根据所述检测模块采集到的所述交流母线电压获得的所述双分裂变压器的副边相角θ₁发送给所述交流电流环；

所述直流电压环，与所述交流电流环连接，用于将根据所述检测模块采集到的所述直流电压实际值V_dc和预先设定的直流电压指令值V_dc^*获得的有功电流指令值i_d^*发送给所述交流电流环；

所述交流电流环，与所述电流传感器和所述两个PWM整流器的驱动端连接，用于对所述电流传感器采集的交流母线电流、预先设定的无功电流指令值i_q^*、所述直流电压环获得的所述有功电流指令值i_d^*和所述运算模块获得的所述副边相角θ₁进行处理获得所述驱动脉冲，并向所述PWM整流器输出所述驱动脉冲，其中所述处理包括谐振控制。

所述交流电流环具体包括：

变换子模块，与所述电流传感器和所述运算模块连接，用于根据所述运算模块获得的所述副边相角θ₁和通过对所述电流传感器采集的交流母线电流进行均流处理获得的均流交流母线电流，通过abc/dq变换，获得有功电流实际值i_d和无功电流实际值i_q；