[发明专利]高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及告诉铁路控制技术领域，特别是涉及一种高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法和系统。

背景技术

目前在国内，新型交直交电力机车与动车组以其功率因数高、牵引力大、可靠性高等优势被广泛应用。但动车组的大量使用也给我国电气化铁路带来了新的问题：牵引网低频振荡。单相脉冲整流器具有功率因数高、可控性好、能量可双向流动等优点，被广泛应用于动车组整流器(line-side converter，LSC)，其普遍采用脉宽调制技术，控制策略和控制参数对外部电源条件比较敏感。由于牵引网与动车组在电气上紧密耦合，一旦动车组LSC的控制参数和牵引网参数不匹配，就容易引发高铁牵引网低频振荡问题。

瞬态直接电流控制策略(Transient Current Control Strategy，TCCS)具有拓扑简单、动态响应好、能有效抑制网侧谐波、直流侧电压稳定快等优点，广泛应用于动车组LSC中。但目前普遍利用基于传统PI(比例积分)控制器的TCCS，由于动车组LSC是典型的非线性系统，对外部干扰和负载参数变化比较敏感，采用传统PI控制很难得到良好的跟踪性能和鲁棒特性。

当多台动车组同时启动时，动车组LSC采用基于传统PI控制器的TCCS容易引发牵引网低频振荡，影响高速铁路牵引网的安全性。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案影响高速铁路牵引网安全性的技术问题，提供一种高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法和系统。

一种高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法，包括如下步骤：

将高速铁路牵引网的电流内环等效为一阶惯性环路，从所述一阶惯性环路中获取电流内环等效时间常数；

将电压采样小惯性时间常数与所述电流内环等效时间常数合并，生成控制时间常数；

根据所述控制时间常数、高速铁路牵引网的直流侧支撑电容建立反馈控制器；

获取高速铁路牵引网的直流侧输出电压给定值和直流侧电压输出值之差，得到电压差，将所述电压差输入所述反馈控制器；

获取所述反馈控制器的输出参数，进而获得动车组网侧整流器调制信号的指令值，实现高速铁路牵引网的低频振荡抑制。

一种高速铁路牵引网的低频振荡抑制系统，包括：

获取模块，用于将高速铁路牵引网的电流内环等效为一阶惯性环路，从所述一阶惯性环路中获取电流内环等效时间常数；

生成模块，用于将电压采样小惯性时间常数与所述电流内环等效时间常数合并，生成控制时间常数；

建立模块，用于根据所述控制时间常数、高速铁路牵引网的直流侧支撑电容建立反馈控制器；

输入模块，用于获取高速铁路牵引网的直流侧输出电压给定值和直流侧电压输出值之差，得到电压差，将所述电压差输入所述反馈控制器；

调制模块，用于获取所述反馈控制器的输出参数，进而获得动车组网侧整流器调制信号的指令值，实现高速铁路牵引网的低频振荡抑制。

上述高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法和系统，将一阶惯性环路的电压采样小惯性时间常数与电流内环等效时间常数合并为控制时间常数后，建立反馈控制器，将高速铁路牵引网的直流侧输出电压给定值和直流侧电压输出值之间的电压差输入上述反馈控制器，利用上述反馈控制器的输出参数实现高速铁路牵引网低频振荡的抑制，可以保证高速铁路牵引网的安全性，具有良好动态跟踪性能和较好的鲁棒性。

附图说明

图1为一个实施例的高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法流程图；

图2为一个实施例的内模控制器的结构示意图；

图3为一个实施例的高速铁路牵引网的等效反馈控制结构图；

图4为一个实施例的高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法的控制框图；

图5为一个实施例的高速铁路牵引网结构示意图；

图6为一个实施例的系统侧电压、电流波形和动车组侧电压、电流波形及其局部放大波形示意图；

图7为一个实施例的系统侧电压、电流波形和动车组侧电压、电流波形及其局部放大波形示意图；

图8为一个实施例的高速铁路牵引网的低频振荡抑制系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法和系统的具体实施方式作详细描述。

参考图1，图1所示为一个实施例的高速铁路牵引网的低频振荡抑制方法流程图，包括如下步骤：

S10，将高速铁路牵引网的电流内环等效为一阶惯性环路，从所述一阶惯性环路中获取电流内环等效时间常数；