[发明专利]一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法

权利要求书

1.一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法，其特征是，包括以下步骤：

1）人工设置直流触网电压目标值U_dc-ref，并实时检测直流触网电压U_dc，并在直流触网电压控制器中将U_dc-ref和U_dc进行比较，当U_dc-ref＜U_dc时，直流触网电压控制器计算U_dc-ref和U_dc的差值，将作为输入信号输入PI控制器，通过PI控制器输出三相旋转坐标系下的d轴有功电流指令I_d-ref，所述三相旋转坐标系即dq坐标系；

2）三相电压互感器PT1、PT2、PT3分别检测升压变高压侧三相线采样电网电压U_sa、U_sb、U_sc，采样电网电压U_sa、U_sb、U_sc经由锁相环PLL计算得到dq反变换需要的电网同步信号ωt；

3）根据外设的上级控制系统下发的无功调度需求，设置q轴无功电流指令I_q-ref，以步骤2得到的电网同步信号ωt为正弦波相位基准，采用dq反变换将q轴无功电流指令I_q-ref和步骤1得到的d轴有功电流指令I_d-ref反变换到三相ABC坐标系下，得到ABC三相电流I_a-ref、I_b-ref、I_c-ref；通过三相电流控制器比较三相电流指令I_a-ref、I_b-ref、I_c-ref和实际三相逆变输出电流I_a、I_b、I_c的差值，通过该差值计算得到三相控制输出U_ia-ref、U_ib-ref、U_ic-ref；

步骤3还包括如下步骤：

3-1）将PI控制器和基波谐振控制器R1并联，形成PI+R1模块，三相电流指令Ia-ref、Ib-ref、Ic-ref和实际三相逆变输出电流Ia、Ib、Ic的差值作为输入信号输入该模块；

3-2）按照公式，计算得出R1的输出值，所述s是复频域算子，ωn是谐振中心频率，Ki是比例增益；

3-3）将R1的输出值和PI控制器的输出值叠加后通过数字控制的一拍延时环节1/z后，减去升压变高压侧三相线采样电网电压U_sa，得到输出值，即三相控制输出U_ia-ref，所述一拍延时是指采样、计算频率是实际开关频率的4倍，即一个开关周期分四拍；

4）三相控制输出U_ia-ref、U_ib-ref、U_ic-ref分别进入三相调制模块进行单极倍频调制，得到每相4路、三相共12路脉冲控制信号PWM_a1,2,3,4、PWM_b1,2,3,4、PWM_c1,2,3,4，送给A、B、C三相H桥的12只IGBT进行开关控制。

2.根据权利要求1所述的一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法，其特征是，所述步骤4还包括如下步骤：

4-1）对步骤3-2得到的三相控制输出Ui-ref进行单相单极倍频调制，得到每相4路、三相共12路脉冲控制信号PWMa1,2,3,4、PWMb1,2,3,4、PWMc1,2,3,4；

4-2）将脉冲控制信号PWM作为输入信号输入单相H桥逆变器，得到Ui；

4-3）将Ui作为输入信号输入单相LCL滤波器，得到实际三相逆变输出电流I，所述单相LCL滤波器包括单相逆变器侧滤波电感L1、单相交流滤波电容C1、变压器漏感Lleak，从单相逆变桥输出电压Ui到单相输出电流I的传递函数为：

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