[发明专利]一种地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制方法及系统，本发明的方法包括以下步骤：步骤S1，对地铁牵引传动系统进行线性化建模；步骤S2，基于虚拟正阻抗技术重构直流侧电压；步骤S3，将步骤S2重构的直流侧电压作为空间矢量脉宽调制的参考电压，结合地铁牵引电机矢量控制系统，实现地铁牵引传动系统直流侧电压振荡抑制。本发明采用基于虚拟正阻抗的主动阻尼直流侧振荡抑制策略，能够有效抑制地铁牵引传动系统的振荡，提高系统的稳定性；且本发明易于实现，控制结构简单，实现效果较好。

技术领域

本发明属于电力牵引交流传动技术领域，具体涉及基于虚拟正阻抗的地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制方法。

背景技术

我国的地铁运营总里程已居世界前列，地铁牵引传动系统的稳定性问题越来越受到关注。在地铁牵引传动系统中，由于主电路滤波参数选值等因素，直流侧充当滤波和支撑作用的电感和电容可能难以维持系统的稳定性。同时牵引电机的在恒功率控制下呈现出的负阻抗特性，造成了系统阻尼被大大削弱，在受到外界激励源的干扰下容易引发地铁牵引传动系统直流网侧电压、电流的持续振荡。

发明内容

为了解决地铁牵引传动系统中牵引电机在恒定功率控制下呈现出的负阻抗特性，造成系统阻尼被大大削弱，导致系统在收到外界刺激源的干扰下容易引起直流侧发生振荡，降低系统稳定性的问题，本发明提供了一种基于虚拟正阻抗的地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制方法。

本发明通过下述技术方案实现：

基于虚拟正阻抗的地铁牵引传动系统直流侧振荡抑制方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，对地铁牵引传动系统进行线性化建模；

步骤S2，基于虚拟正阻抗技术重构直流侧电压；

步骤S3，将步骤S2重构的直流侧电压作为空间矢量脉宽调制的参考电压，结合地铁牵引电机矢量控制系统，实现地铁牵引传动系统直流侧电压振荡抑制。

本发明提出了一种基于虚拟正阻抗的地铁牵引传动系统直流侧振动抑制方法，本发明的方法采用基于虚拟正阻抗的主动阻尼直流侧振荡抑制策略，能够对牵引传动系统直流侧的振荡进行有效抑制，且本发明易于实现，计算负担小。

优选的，本发明的步骤S1的线性化建模过程包括：

步骤S11，建立地铁牵引传动系统的状态方程：

式中：L_dc、R_dc为等效的电感和电阻，C_dc为直流侧电容，i_g为网侧电流，E_g为电源电压，v_dc为直流侧电压，i_inv是输出到逆变器的电流；

步骤S12，若忽略逆变器开关损耗和电机损耗，且考虑到电机侧消耗功率P_L为恒定功率及直流侧电压的小信号扰动分量，输出到逆变器的电流i_inv表示为：

式中：V_dc,0为直流测电压的平均值，Δv_dc为直流侧电压振荡变化值；

步骤S13，根据式(1)-(3)得到线性化的地铁牵引传动状态方程：

优选的，本发明的步骤S2的重构过程包括：

步骤S21，将直流侧电压v_dc通过低通滤波器后得到直流侧电压的平均值V_dc,0；