[发明专利]一种电力机车频率耦合阻抗测量方法

说明书

本发明公开了一种电力机车频率耦合阻抗测量方法，根据电力机车电压电流频率耦合关系，采用扰动注入法对电力机车的频率耦合阻抗进行测量。每一轮测量中，两次注入同一频率下线性无关的电压或电流扰动，采集相应的电压、电流响应分量及电压、电流耦合分量，从而求解得到特定频率下的电力机车频率耦合阻抗；逐轮改变注入扰动的角频率，最终得到宽频率下的电力机车频率耦合阻抗。本发明的有益效果在于，经过严格的公式推导获得电力机车的频率耦合阻抗测量方法，测量方法更可靠；充分考虑到电力机车中频率耦合效应的影响，测量结果更精确；采用了控制变量的方法，测量过程更合理。

技术领域

本发明涉及电力机车参数测量技术领域，尤其是一种电力机车频率耦合阻抗测量方法。

背景技术

随着我国电气化铁路的快速发展，越来越多动车组和新型电力机车的接入，使得车网间的大功率交换加剧，谐波谐振及稳定性问题时有发生，由此造成牵引网供电中断、电力机车牵引封锁等问题，严重影响电气化铁路的正常运行。现有研究表明，电力机车与牵引网参数不匹配会引起谐波谐振及稳定性问题；此种不匹配可以转化为车网的频域阻抗不匹配来进行研究。故而，在电力机车投入运营前，对其阻抗进行离线测量，根据谐波谐振及稳定性判定依据，分析其接入牵引供电系统后是否能满足相应运行要求，对保障牵引供电系统的安全稳定运行有重要意义。

阻抗测量的相关研究已有较长的历史。最初的一些测量方式为非注入法，即无须向系统注入扰动的被动方式，多为通过数学算法获得，其中包括最小二乘法递归估计、估算逼近法和利用系统固有频率计算。这些方法由于计算量大、假设过于理想化、可行性与精度不高而得不到广泛利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力机车频率耦合阻抗测量方法，以对宽频域下的电力机车频率耦合阻抗进行精确测量，为保障牵引供电系统的安全稳定运行提供技术支持。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种电力机车频率耦合阻抗测量方法，根据电力机车电压电流频率耦合关系进行测量，其中为电力机车的频率耦合阻抗，U_t(jω)为角频率ω下的机车端口电压相量，I_t(jω)为角频率ω下的机车端口电流相量，e^j2θU_t^*(jω)为角频率ω下的机车端口耦合电压相量，e^j2θI_t^*(jω)为角频率ω下的机车端口耦合电流相量；包括，

第一次扰动注入：向电力机车注入角频率为ω的电压或电流扰动，采集该频率下的U_t1(jω)、I_t1(jω)、e^j2θU_t1^*(jω)和e^j2θI_t1^*(jω)，得到第一电力机车电压电流频率耦合关系

第二次扰动注入：向电力机车注入相同角频率ω且与第一次注入的相量线性无关的电压或电流扰动，采集相应频率下的U_t2(jω)、I_t2(jω)、e^j2θU_t2^*(jω)和e^j2θI_t2^*(jω)，得到第二电力机车电压电流频率耦合关系

结合第一、第二电力机车电压电流频率耦合关系，得到则角频率ω下的电力机车频率耦合阻抗为

进一步地，还包括，采用扫频法改变每一轮注入的电压或电流扰动的角频率ω，得到宽频域下的电力机车频率耦合阻抗。