[发明专利]用于确定电力铁路电流供电网中的有功功率流的方法和装置

说明书

背景技术

长久以来，已知具有作为电网变流器的四象限调节器和三相驱动器的轨道车辆在铁路电网中会触发低频的有功功率波动和电压波动。低频的有功功率波动也被称为功率振荡。

从Lars Buhrkal的研究“Low-frequency oscillations in Scandinavian railway power supply”中已知这样的功率振荡，该研究出版于2010年的“Railway Power Systems”第二部分(第三册)。已经表明，对于在前述电力铁路供电网中运行最新一代的列车，需要对由轨道车辆引起的功率振荡进行主动抑制。

Steiner Danielsen在他的研究“Constant Power Load Characteristics Influence on the Low-frequency interaction between advanced electrical rail vehicle and railway traction power supply with rotary converters”，出版于2009年的Modern Electric Traction(会议集)，中得到了在电能供应系统中的低频功率振荡主要通过轨道车辆导致的结论。这可以由此来解释，即在出现功率振荡时，轨道车辆不仅能够补偿出现的干扰，而且由于其调节技术的实际情况会促成产生对功率振荡的过度补偿，并且以这种方式会使干扰逐步恶化。

在调节过程中，所对应的幅度可能会意外地按照一个限度被放大，使得在铁路网对应的区域出现供应电压的中断。然后，立即使铁路交通陷于瘫痪和/或出现对邻近供应区域中的铁路交通的妨碍。铁路中断的其它结果是对于铁路电网和轨道车辆的运营者的高额费用。另外，由于铁路中断使乘客满意度下降。

根据各自的车辆类型，基于本地测量的电压信号和电流信号，在轨道车辆中进行对于驱动器所需的供应电压的调节。如果增加决定轨道交通的变流器馈电的车辆，则在变流器的输入回路中测量的并用于调节过程的电压信号除了包含基频之外还包含围绕各自的振荡频率相对错开的边带。因此，制造商的每个轨道车辆或者每个轨道车辆组按照特殊方式对电网中的功率振荡做出反应。

另外，还已知利用仿真来研究电力铁路网中的低频功率振荡，并且由此能够实现对轨道车辆更好的调节。这样的仿真例如在Stefan Menth和Markus Meyer的研究“Low-frequency power oscillations in electric railway systems”中公知，该研究出版于2006年的Railway Power Supply Systems第五册。

在Hana Johannes Assefa出版于2009年EPE中的出版物“Impact of PWM Switching on Modelling of low-frequency power oscillation in electrical rail vehicle”中也探寻模型，借助该模型能够更好地理解轨道车辆在电力铁路供电网中的行为，特别是功率振荡的出现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在铁路电流供应网中进行测量，其测量结果能够被用于降低在包括电驱动的轨道车辆的电力铁路电流供应网中的低频功率振荡。

为解决该技术问题，发明人建议一种用于确定在包括轨道车辆的电力电路铁路电流供应网中的有功功率流的方法，其中，唯一的测量时间点传送器按照唯一预设的时钟信号向所有轨道车辆信号发送测量时间点，并且关于测量时间点获取电网电压和/或电网电流的相量信息的测量，并且同时产生轨道车辆各当前位置的位置数据；并且向中央控制台传输相量信息和对应的位置数据和/或轨道车辆互相交换相量信息和对应的位置数据。

从欧洲专利文件EP 2 095 482 B1中已知，通过使用在电力供应系统中布置的多个相量测量设备的相量测量数据结合非相量测量数据，能够估计电力供应系统的状态，但是使用了位置固定的相量测量设备，来评估电力供应系统的各自状态。未采集位置数据。

根据本发明的方法以有利的方式为每个电力轨道车辆提供当前的和包含的电网信息，以便按照以下方式运行电压调节设备，使得由于电压调节本身引起的电网反馈作用产生尽可能小的功率振荡，或者调节过程寻求尽可能抵消现存的功率振荡。