[发明专利]一种高速铁路多站协同不平衡补偿方法

说明书

本发明公开一种高速铁路多站协同不平衡补偿方法，将轮流换相的一组牵引变电站作为一个整体进行不平衡补偿，每个牵引变电站包含用于不平衡补偿的补偿装置，每个补偿装置的供电端通向牵引电网；每个补偿装置通过从控制器进行控制，每个从控制器与主控制进行信息交换，从而实现多个站的协同补偿。本发明更适合应用于多站协同补偿的场合，能够在多站中任意一个站或者多个站出现负序不平衡时利用各个站的补偿装置协同工作来补偿负序不平衡，方法原理简单灵活，处理速度快，适合实际应用。

技术领域

本发明属于高速铁路牵引供电技术领域，特别是涉及一种高速铁路多站协同不平衡补偿方法。

背景技术

高速铁路电力机车负载引起三相电流不平衡，产生负序电流。负序电流给发电机带来附加损耗，引起转子发热、附加振动等，严重影响电力系统的安全稳定运行。机车谐波给电力设备带来额外功率损耗，引起继电保护装置误动或拒动，降低了电力系统的可靠性。因此，高速铁路供电系统的不平衡问题得到了广泛关注。

目前有关于高速铁路负序不平衡补偿方法的研究主要是针对单个牵引变电站。这些不平衡补偿方法在不同的应用场合可以有效的治理高速铁路不平衡，但是基于Steinmetz的不平衡补偿方法补偿速度较慢，而基于RPC的基于电力电子技术的不平衡补偿方法虽然速度可以满足不平衡的补偿要求，但是造价较高，因此，这些方法较难广泛使用。于是，有学者提出多个牵引变电站的不平衡电流做协同补偿，可以有效降低单个牵引变电站的补偿装置1/3的容量。但是，上述多站协同补偿方法是基于Steinmetz或者RPC的不平衡补偿原理，在做多站协同补偿时分析计算复杂难于实际应用。以基于RPC补偿原理的多站协同不平衡方式为例，RPC补偿原理是针对单站的不平衡问题提出的解决方法，其原理为利用两个背靠背的单相全桥电路以及共用的直流侧电容平衡牵引变压器两侧供电臂的有功功率，然后再分别对两个供电臂进行无功补偿，从而实现不平衡补偿。基于RPC补偿原理的多站协同补偿方式的具体的作用对象是三个牵引变电站的六个牵引供电臂；在进行多站协同补偿时，每个站每个牵引供电臂平衡多少有功功率，补偿多少无功功率需要较为复杂的计算和分析且控制也较为繁琐，由于协同控制对于实时性要求较高，因而在实际应用时效果并不理想。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种高速铁路多站协同不平衡补偿方法，基于负序电流注入的不平衡补偿原理更适合应用于多站协同补偿的场合，能够在多站中任意一个站或者多个站出现负序不平衡时利用各个站的补偿装置协同工作来补偿负序不平衡，方法原理简单灵活，处理速度快，适合实际应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高速铁路多站协同不平衡补偿方法，将轮流换相的一组牵引变电站作为一个整体进行不平衡补偿，每个牵引变电站包含用于不平衡补偿的补偿装置，每个补偿装置的供电端通向牵引电网；每个补偿装置通过从控制器进行控制，每个从控制器与主控制进行信息交换，从而实现多个站的协同补偿，包括步骤：

S100,检测各个牵引变电站的牵引系统两侧供电臂的负荷电流；

S200,根据各个牵引变电站的负荷电流大小，计算总的负序电流；根据总的负序电流生成每个牵引变电站中补偿装置需要注入电网的补偿电流；

S300,利用每个牵引变电站的补偿装置将补偿电流从注入牵引电网，一组牵引变电站注入的电流一起抵消电网中的总的负序电流完成负序不平衡补偿。

进一步的是，为了尽可能的降低不平衡度，采用VV牵引变压器的牵引变电站每三个站作为一组进行轮流换相，通过轮流换相的方式将牵引变电站接入牵引电网，不同牵引变电站之间用中性段隔开；

每个牵引变电站检测到该站的负荷电流后通过从控制器上传到主控制器；用主控制器先计算总的负序电流，将需要进行补偿的不平衡电流的均分给三个牵引变电站的补偿装置，所得到的补偿电流再回传给从控制器来控制补偿装置将补偿电流从牵引变压器的二次侧注入电网进行不平衡补偿，从而降低单站补偿装置的补偿容量。