[发明专利]一种电气化铁路牵引变55kV侧静止无功补偿装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路的控制方法，具体涉及一种电气化铁路牵引变55kV侧静止无功补偿装置的控制方法。

背景技术

随着铁路电气化的飞速发展，列车速度不断提高，电力机车的牵引功率也随之呈指数增加。由于电力机车运行是不连续的，会产生的大容量无功和有功波动是造成电网电压波动的直接原因；较高电流谐波畸变率往往造成电网电流和电压谐波超标。机车进站停车也需要按照信号改变速度。机车的电流往往在几秒钟或更短期间内从零变化到满负载或从满负载到零，而且整个期间都有很大的变动。因此，电气化铁路牵引负荷不同于一般的持续的电力负荷，它属于典型的日波动负荷，具有多变性、随机性、移动性，对电网的干扰程度在不同时段内具有不确定性。因此，急需解决电气化铁路对电网电能质量的影响，TCR型静止无功补偿装置（SVC，Static Var Compensator）具有快速平滑调节能力，能有效改善电气化铁路对电网的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电气化铁路牵引变55kV侧静止无功补偿装置的控制方法，从电气化铁路牵引变无功补偿的关键技术着手，全面考虑了牵引变供电特点，把开环控制方式和闭环控制方式有机的结合使用，全面综合考虑了高压侧和低压侧电气化铁路牵引变的不同需求，最大限度的发挥了静止无功补偿装置的动态调节作用，灵活的定值设定便于用户根据自身要求下发调节目标。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电气化铁路牵引变55kV侧静止无功补偿装置的控制方法，所述方法用的装置包括并联的相控电抗器TCR支路和滤波FC支路，相控电抗器TCR支路和滤波FC支路均直挂在55kV母线下；该装置并联在AT供电系统铁道牵引网的接触线与正馈线之间；

其改进之处在于，所述控制方法根据控制目标分别采用开环控制方式和闭环控制方式进行控制。

其中，所述开环控制方式包括：通过控制装置检测静止无功补偿装置的电流和电压，确定总的无功功率Qc，根据无功功率Qc值及其方向控制相控电抗器TCR支路产生的感性无功功率。

其中，所述控制装置包括：

检测电路：用于检测静止无功补偿装置的电流和电压，包括110kV母线电压、110kV母线进线电流、55kV母线电压、55kV母线进线电流以及55kV母线负荷电流和滤波器组电流；

触发控制电路：用于对检测信号和参考输入量按控制算法进行处理，产生触发延迟角的晶闸管触发脉冲；控制算法表达式为(θ-sinθ)/π＝2πfl_TCRQ/U²；其中：θ表示晶闸管控制导通角；Q为系统无功，U为系统电压，f为系统频率，l表示TCR电抗器电感值。

其中，所述闭环控制方式包括：根据调节目标的不同，把闭环控制方式分为PI控制方式和固定增量控制方式；

用于主要控制目标时，采用PI控制方式，调节被控制量；

用于辅助控制目标时，采用固定增量控制方式，把相控电抗器TCR支路的感性无功平均分成N等分，每次增加或减少1/N的感性无功出力，对辅助控制目标进行微调，在不影响主控制量的情况下，逐步逼近（根据电气化铁路系统情况每次增加0.1M～1M的感性容量，平稳调节）辅助控制目标。

其中，当以高压侧110kV电压为主要控制目标时，兼顾55kV无功电压；

当高压侧110kV电压大于设定目标电压（目标电压大约在105kV～120kV之间，根据电气化铁路系统具体情况设定），则相控电抗器TCR支路增加感性无功出力，使110kV电压满足设定目标要求；当110kV电压小于设定目标电压，则相控电抗器TCR支路减少感性无功出力，使110kV电压满足设定目标要求；

当高压侧110kV电压在设定目标区间时，根据55kV无功电压，微调相控电抗器TCR支路出力，使得55kV无功最大限度的趋于设定值（设定值约50kV～60kV之间）方向；同时关注55kV母线电压，当55kV母线电压大于1.09时，增加相控电抗器TCR支路感性出力；当55kV母线电压小于0.98标幺值时，减少相控电抗器TCR支路感性出力，使55kV母线电压工作在电气化铁路系统电压在1标幺值到1.07标幺值之间。