[发明专利]一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电系统及控制方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于城市轨道交通领域，特别涉及一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电系统及环流抑制控制方法。

背景技术

为解决大城市日益突出的交通问题，近年来城市轨道交通因其较高的准时性、速达性、舒适性以及较大的运输力已进入大规模高速发展期。目前国内城市轨道交通领域存在再生能量利用的需求，机车运行过程中进站时刻，刹车制动的能量将反馈给牵引网，将抬升直流牵引网网压，当达到设置在变电所的能量回馈装置的整定启动门槛值时，该装置投入，开始回馈再生电能。但在实际工程中，直流牵引网压不仅与再生能量相关，还与主所交流母线电压相关，交流侧电压的升高也会导致直流网压升高，此时再生电能回馈如果进入回馈状态，直流牵引网压有下降趋势，导致牵引整流器的交流电压高于直流牵引网压，能量再次从交流侧返送回直流侧，形成环流。该环流影响了再生电能回馈装置向电网正常回馈能量，降低了再生能量的利用效率；而且该环流长期存在，会大大增加牵引整流器与再生电能回馈装置的损耗，影响设备寿命。

现有技术中，有采用浮动门槛值的方法避免环流，该方法的主要原理是根据交流电压的变化调整再生电能回馈装置的启动门槛，这样做的弊端在于：(1)过于依赖采样精度，当交流电压存在谐波或负序时，会导致门槛值设置不准，影响能量回馈的效率。(2)当交流电压变化频繁时，门槛值频繁变化，使装置工作状态不稳定。(3)当电网电压升高，门槛值升高，如果此时再生能量小幅度增加，未达到门槛值，能馈装置会拒动，影响回馈效率。(4)该方法虽然能够解决站内环流，各个牵引站能馈装置交流电压不同，门槛值也不同，控制不当会导致站间环流，需要各站之间进行协调控制，提高了系统复杂度。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种能馈装置控制器、轨道交通牵引供电系统及环流抑制控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

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，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。

进一步地，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。

进一步地，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；