[发明专利]贯通同相牵引供电系统自抗扰控制方法

说明书

本申请公开了一种贯通同相牵引供电系统自抗扰控制方法，其中，方法包括：利用静止功率转换器逆变侧模型建立静止功率转换器逆变侧的双环自抗扰电压控制策略，其中，静止功率转换器逆变侧模型由贯通同相牵引供电系统的工作参数构建；基于双环自抗扰电压控制策略利用外环控制器通过反馈接触网电压生成滤波电容电流的参考值，并利用自抗扰控制器作为内环控制器通过反馈变流器输出电流生成变流器输出电压的参考值；根据滤波电容电流的参考值和变流器输出电压的参考值进行贯通同相牵引供电系统中静止功率转换器逆变侧的电压控制。使得电压控制系统具有良好的抗扰性以及暂态特性，易于工程实现，并能应用于单相交流系统。

技术领域

本申请涉电压控制技术领域，特别涉及一种贯通同相牵引供电系统自抗扰控制方法。

背景技术

长期以来，过分相问题和低电能质量问题制约着电气化铁路的发展，贯通同相牵引供电系统可以解决这些问题。静止功率转换器作为贯通同相供电系统的核心装置，是一个多电平的电力电子变流器，能够进行三相到单相的交交变换，改善电网侧的电能质量，灵活控制接触网侧电压，取消电分相，实现多个牵引站的广域互联和协同控制。贯通同相牵引供电系统是一个全电力电子系统，没有传统电力系统中的发电机供电，网络电压完全由静止功率转换器建立。因此，静止功率转换器逆变侧的电压控制至关重要。

目前，相关技术中，电压控制策略通常是旋转坐标系下的比例积分(PI)控制或是静止坐标系下的比例谐振(PR)控制，虽然能够较好地抑制工频稳态误差，但是对于暂态过程中的高频误差无法达到较好的控制效果，其暂态特性主要由比例控制决定，比例控制本身有着响应时间和超调量的矛盾。此外，这类误差反馈控制需要先产生误差再生成控制量，有着天然的滞后性。自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)是一种不依赖于控制对象数学模型和参数的控制方法，能够实时地估计并补偿系统的内部扰动和外部扰动。目前在逆变器中应用的自抗扰控制多是内环电流控制，控制目标是旋转坐标系下的直流量，无法应用于单相交流的贯通同相牵引供电系统。因此，有必要寻找一种具有良好抗扰性、良好暂态特性、易于工程实现的控制策略，并能应用于单相交流系统的电压控制。

发明内容

本申请提供一种贯通同相牵引供电系统自抗扰控制方法，可以使得电压控制系统具有良好的抗扰性以及暂态特性，易于工程实现的控制策略，并能应用于单相交流系统。

本申请第一方面实施例提供一种贯通同相牵引供电系统自抗扰控制方法，包括以下步骤：利用静止功率转换器逆变侧模型建立所述静止功率转换器逆变侧的双环自抗扰电压控制策略，其中，所述静止功率转换器逆变侧模型由贯通同相牵引供电系统的工作参数构建；基于所述双环自抗扰电压控制策略利用外环控制器通过反馈接触网电压生成滤波电容电流的参考值，并利用自抗扰控制器作为内环控制器通过反馈变流器输出电流生成变流器输出电压的参考值；以及根据所述滤波电容电流的参考值和所述变流器输出电压的参考值进行所述贯通同相牵引供电系统中所述静止功率转换器逆变侧的电压控制。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述静止功率转换器逆变侧模型为：

其中，u_T为接触网电压，u_C为变流器输出电压，i_F为滤波支路电流，i_T为变流器流向接触网的负载电流，i_C为变流器输出电流，L为变压器等效漏感，C为滤波器等效电容。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述利用静止功率转换器逆变侧模型建立所述静止功率转换器逆变侧的双环自抗扰电压控制策略，包括：