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原文传递一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电系统及控制方法

专利名称：	一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电系统及控制方法
摘要：	本发明公开一种能馈装置控制器，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元；所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；所述无功功率计算单元，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。本发明还提供了一种轨道交通牵引供电系统和该系统的环流抑制方法，通过调节再生电能回馈装置输出无功，稳定再生电能回馈装置交流输出电压，避免再生电能回馈装置与牵引整流器之间产生环流。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京南瑞继保电气有限公司
发明人：	谢晔源;王宇;刘洪德;吴扣林;祁琦;钱为
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910306532.0
公开号：	CN110077237A
分类号：	B60L7/10(2006.01);B;B60;B60L;B60L7
申请人地址：	211102 江苏省南京市江宁区苏源大道69号
主权项：	1.一种能馈装置控制器，其特征在于，所述能馈装置控制器用于控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向；所述能馈装置控制器包括：模拟量输入单元、无功功率计算单元；所述模拟量输入单元，用于获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流、主所交流母线电压、主所进线电流；所述无功功率计算单元，用于根据牵引所交流母线电压、牵引所进线电流计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数；或者是，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。 2.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。 3.如权利要求1所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述能馈装置控制器还包括判定执行单元；所述判定执行单元用于：当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，控制再生电能回馈装置停止运行。 4.如权利要求3所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。 5.如权利要求3所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。 6.如权利要求3所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。 7.如权利要求5或6所述的一种能馈装置控制器，其特征在于，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。 8.一种轨道交通牵引供电系统，所述牵引供电系统包含再生电能回馈装置、牵引整流器、主所与牵引所之间连接线路、牵引所交流母线，直流牵引网，其特征在于，所述牵引供电系统还包括能馈装置控制器、直流牵引网采样单元；所述再生电能回馈装置的交流侧与牵引整流器交流侧连接牵引所交流母线，牵引所交流母线通过主所与牵引所之间连接线路与主所交流母线连接，再生电能回馈装置的直流侧以及牵引整流器直流侧均与直流牵引网连接；所述直流牵引网采样单元实时采集直流牵引网直流电压；直流牵引网采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器，所述能馈装置控制器控制再生电能回馈装置传输功率的大小和方向。 9.如权利要求8所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述牵引供电系统还包括牵引所交流母线电压采样单元；牵引所进线电流采样单元、主所交流母线电压采样单元、主所进线电流采样单元；上述采样单元将采样数据传输给能馈装置控制器。 10.如权利要求8所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，再生电能回馈装置由能馈变压器与逆变器构成，装置具备独立的有功功率与无功功率调节功能。 11.如权利要求8所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，牵引整流器由整流变压器与二极管整流器构成，将交流电压整流获得直流牵引网直流电压。 12.如权利要求9所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述能馈装置控制器从采样单元中获取牵引所交流母线电压、牵引所进线电流，计算牵引所的功率因数，根据牵引所的功率因数目标值输出相应的无功功率，补偿牵引所的功率因数。 13.如权利要求9所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，所述能馈装置控制器从采样单元中获取主所交流母线电压、主所进线电流，以提高主所功率因数为目标，根据牵引所输出功率实际值与主所与牵引所之间连接线路等效阻抗值计算给定无功功率，并控制再生电能回馈装置输出给定无功功率。 14.如权利要求13所述的轨道交通牵引供电系统，其特征在于，经过计算，所述给定无功功率值确保牵引所交流母线电压以及牵引所的功率因数在允许范围之内。 15.一种包含如权利要求8-14中任意一项所述轨道交通牵引供电系统的全站协调供电系统，其特征在于，所述全站协调供电系统包括至少两个轨道交通牵引供电系统，还包括主所变压器以及主所交流母线，主所变压器的原边连接上级电网，主所变压器的副边连接主所交流母线。 16.如权利要求8-14任意一项所述的轨道交通牵引供电系统的环流抑制控制方法，所述控制方法具体包括：能馈装置控制器实时获取直流牵引网直流电压、牵引所交流母线电压以及主所交流母线电压；当直流牵引网直流电压大于等于能馈启动门槛值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节有功功率，使有功功率由直流牵引网流向牵引所交流母线；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高；当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压在无功调节启动下限值与上限值之间时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置停止运行。 17.如权利要求16所述的轨道交通牵引供电系统的环流抑制控制方法，其特征在于，所述能馈启动门槛值大于牵引整流器的空载整流电压。 18.如权利要求16所述的轨道交通牵引供电系统的环流抑制控制方法，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压大于无功调节启动上限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压降低中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置吸收无功，吸收无功的大小计算公式如下所示：其中U2为牵引所交流母线电压；UMAX为无功调节启动上限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。 19.如权利要求16所述的轨道交通牵引供电系统的环流抑制控制方法，其特征在于，所述当直流牵引网直流电压小于能馈启动门槛值且牵引所交流母线电压小于无功调节启动下限值时，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置启动，并调节无功功率，使牵引所交流母线电压升高中，能馈装置控制器控制再生电能回馈装置发出无功，发出无功的大小计算公式如下所示：其中U2为牵引所交流母线电压；UMIN为无功调节启动下限值；U3为主所交流母线电压；X为主所与牵引所之间连接线路的等效电感值。 20.如权利要求18或19所述的轨道交通牵引供电系统的环流抑制控制方法，其特征在于，所述主所与牵引所之间连接线路的等效电感值与线路长度成正比。
所属类别：	发明专利