[发明专利]一种具有环流消除功能的城轨中压型能馈供电方法及装置

摘要

本发明公开了一种具有环流消除功能的城轨中压型能馈供电方法及装置，方法步骤包括预先布置大功率电子开关器件，检测城轨牵引供电系统的直流电网的直流网压、整流器空载电压，判断列车运行状态，从而控制二极管整流器、能馈变流器的投入和退出以及大功率电子开关器件的通断以消除环流；装置包括高压开关单元、变压器、二极管整流器、第一直流开关单元、能馈变流器、第二直流开关单元、大功率电子开关器件和开关器件驱动电路。本发明能确保在城轨列车在牵引供电状态、能量回馈状态以及两种工作状态切换的所有过程中能馈变流器与二极管整流器不构成回路，从而达到消除环流的功能，并且不需要增加隔离变压器和电抗器，成本相对较低，结构紧凑。

主权项

一种具有环流消除功能的城轨中压型能馈供电方法，其特征在于步骤包括：1）在城轨中压型能馈供电装置的二极管整流器的直流侧出口的正负极和城轨牵引供电系统的直流电网之间布置大功率电子开关器件，所述城轨中压型能馈供电装置包括二极管整流器、能馈变流器以及共用的变压器，城轨牵引供电系统的直流电网依次通过二极管整流器、变压器与中压交流网相连，且所述能馈变流器与二极管整流器并联连接；初始化设置能馈变流器的投入电压门槛值以及退出电压门槛值、退出电流门槛值，默认断开大功率电子开关器件；2）在城轨列车运行过程中，检测城轨牵引供电系统的直流电网的直流网压，获取二极管整流器的整流器空载电压；如果所述直流网压小于或等于整流器空载电压，则跳转执行步骤3）；如果所述直流网压大于整流器空载电压、且小于投入电压门槛值，则跳转执行步骤4）；如果所述直流网压大于或等于投入电压门槛值与整流器空载电压，则跳转执行步骤5）；3）判定无城轨列车制动、未达到能量回馈条件，闭合大功率电子开关器件，二极管整流器处于投入态、能馈变流器处于退出态，使得二极管整流器和能馈变流器之间没有环流，中压交流网的交流电经过变压器变压、再经过二极管整流器整流后为城轨牵引供电系统的直流电网供电；跳转执行步骤2）；4）判定有城轨列车制动但制动能量较小或者部分制动能量被附近的其他城轨列车吸收、未达到能量回馈条件，断开大功率电子开关器件，二极管整流器处于退出态、能馈变流器处于退出态，使得二极管整流器和能馈变流器之间没有环流，通过城轨列车制动产生的再生制动能量支撑直流网压；跳转执行步骤2）；5）判定有城轨列车制动、达到能量回馈条件，断开大功率电子开关器件，二极管整流器处于退出态、能馈变流器处于投入态，使得二极管整流器和能馈变流器之间没有环流，来自城轨牵引供电系统的直流电网的多余再生制动能量通过能馈变流器逆变为三相交流电、再经过变压器变压后回馈至中压交流网；跳转执行步骤6）；6）检测能馈变流器直流侧电流，如果所述直流网压大于或等于退出电压门槛值、能馈变流器直流侧电流大于或等于退出电流门槛值两个条件同时成立，则跳转执行步骤7）；如果所述直流网压小于退出电压门槛值、能馈变流器直流侧电流小于退出电流门槛值两个条件同时成立，则判定达到退出能量回馈条件，跳转执行步骤8）；7）判定未达到退出能量回馈条件，断开大功率电子开关器件，二极管整流器处于退出态、能馈变流器处于投入态，使得二极管整流器和能馈变流器之间没有环流，此时来自城轨牵引供电系统的直流电网的多余再生制动能量的回馈尚未完成，继续通过能馈变流器逆变为三相交流电、再经过变压器变压后回馈至中压交流网；跳转执行步骤6）；8）闭合大功率电子开关器件，二极管整流器处于退出态、能馈变流器处于退出态，使得二极管整流器和能馈变流器之间没有环流；跳转执行步骤9）；9）检测城轨牵引供电系统的直流电网的直流网压，获取二极管整流器的整流器空载电压，当所述直流网压大于整流器空载电压、且所述直流网压小于所述退出电压门槛值时判定系统处于完成能量回馈后母线电压恢复稳定的过程，保持闭合大功率电子开关器件、二极管整流器处于退出态、能馈变流器处于退出态，当所述直流网压小于或等于整流器空载电压时跳转执行步骤2）。