[发明专利]一种用于电气化铁路低频振荡抑制的装置

说明书

本发明提供的一种用于电气化铁路低频振荡抑制的装置，是一种基于TCSC(可控串联补偿)附加阻尼控制的电气化铁路低频振荡抑制的装置，主要利用牵引网信号，不依赖机车的详细的控制策略和控制参数，适应能力强，能够实现整流器控制结构的优化；相对于其它其他FACTS装置例如MMC‑STACOM，具有不依赖无功补偿的角度维持电压稳定，通过TCSC的附加阻尼控制调节车网系统附加阻尼，起到抑制牵引网低频振荡的作用，保证电气化铁路安全稳定运行的效果；还具有控制结构相对简单，更易于实现，可以实现对牵引网低频振荡的抑制，系统稳定性高，抑制效果好的优点。

技术领域

本发明涉及电气化铁路牵引网低频振荡抑制技术领域，尤其涉及一种用于电气化铁路低频振荡抑制的装置。

背景技术

随着我国高速铁路的飞速发展以及大量新型交直交传动的大功率机车和动车组的投入，低频振荡现象越来越多的发生在我国电气化铁路中。低频振荡现象一般发生在站场和机务段(当多辆同类型的机车同时整备升弓、牵引出库时)，会出现牵引网网压低频振荡的现象，严重时振荡放大造成电气列车的牵引闭锁和牵引网络的故障动作，这称为电气化铁路低频振荡现象。近年来，高速列车和牵引供电系统之间的电气匹配不当所引起的铁路电气化系统低频振荡现象频繁发生，严重影响枢纽的正常运输。

现有的低频振荡抑制措施主要包括调节机车控制参数和优化整流器控制结构。调节整流器控制参数往往适应能力差，难以达到理想效果；另一方面，机车的详细的控制策略和控制参数通常不对外公开，整流器控制结构的优化难以实现。

现有的FACTS装置，例如MMC-STACOM，是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术，它对交流系统中的电压、无功、电抗和相角都可以进行控制,从而有效提高交流系统的安全稳定性。其中，TCSC又称作可控串联补偿，可以大范围调节线路阻抗,且可快速进行连续平滑调节，提高系统稳定性、阻尼系统低频振荡。但是现有的FACTS装置从无功补偿的角度维持电压稳定，对车网耦合系统整体的稳定性没有改善。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于电气化铁路低频振荡抑制的装置，用于解决现有技术中机车侧四象限变流器的控制器参数与牵引网基波阻抗参数比不匹配时，变流器的控制系统可能进入不稳定状态，从而引起网压、网流和机车直流侧电压的振荡的技术问题；该振荡频率一般在3～7Hz，严重时导致机车牵引变流器封锁无法正常运行，对铁路的正常运营造成了重大影响。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种用于电气化铁路低频振荡抑制的装置，包括沿信号流向依次连接的牵引网信号采集器、低频振荡识别器、TCSC触发角计算器和TCSC调节装置；

牵引网信号采集器用于向低频振荡识别器输入牵引网信号；

低频振荡识别器用于根据牵引网信号进行计算获得阻尼比，并输入到TCSC触发角计算器；

TCSC触发角计算器根据阻尼比进行计算TCSC控制信号，并传输到TCSC调节装置；

TCSC调节装置根据接收到的TCSC控制信号，调节牵引网线路阻抗和车网系统阻尼。

优选地，低频振荡识别器包括沿信号流向依次连接的信号预处理模块、样本函数矩阵构造模块、信号阶数获取模块和振荡特征识别模块；

信号预处理模块根据接收到的牵引网信号通过单相dq变换得到牵引网网压振荡的包络线信号；

样本函数矩阵构造模块根据牵引网网压振荡的包络线信号建立样本函数矩阵并传输到信号结束获取模块；

信号结束获取模块通过计算样本函数矩阵确定牵引网信号阶数并传输到振荡特征识别模块；