[发明专利]一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

S100，通过检测电路和DC/DC变换器采集牵引供电系统中的各项运行状态，包括两条供电臂的母线电压有效值，两条供电臂的母线电压同步信号，两条供电臂馈线电流的相量形式，以及光伏系统的实时输出功率；

S200，将两条供电臂馈线电流的相量形式与各自相的同步信号相乘，经过低通滤波之后得两馈线电流中的有功分量，得到变量参数；

S300，将光伏系统的实时输出功率平均分配在两条供电臂中，将两个供电臂的母线电压同步信号作移相处理；

S400，根据两条供电臂的母线电压有效值、两条供电臂的母线电压同步信号的移相信号、变量参数以及光伏系统的实时输出功率，确定两台四象限变换器的电流跟随给定值；

S500，采用直接电流控制方法，使四象限变换器的电流跟随给定值，实现牵引供电系统中的无功、负序综合补偿；

其中，用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置，包括DC/DC变换器(16)、直流支撑电容(15)、单相四象限变换器Ⅰ(13)、单相四象限变换器Ⅱ(14)、单相变压器Ⅰ(11)、单相变压器Ⅱ(12)和检测电路；

单相变压器Ⅰ(11)和单相变压器Ⅱ(12)的一次侧中各有一端分别与牵引供电系统两个供电臂的母线(23、24)连接，并在单相变压器Ⅰ(11)和单相变压器Ⅱ(12)与两个供电臂的母线的连接端设置检测电路；单相变压器Ⅰ(11)和单相变压器Ⅱ(12)一次侧中的另一端相互连接，并同时连接至牵引供电系统的钢轨(25)，钢轨(25)接地网；

单相四象限变换器Ⅰ(13)的交流侧与单相变压器Ⅰ(11)的二次侧连接，单相四象限变换器Ⅱ(14)的交流侧与单相变压器Ⅱ(12)的二次侧连接；单相四象限变换器Ⅰ(13)和单相四象限变换器Ⅱ(14)的直流侧共同并联连接至一个公用的直流支撑电容(15)上，形成背靠背结构；

直流支撑电容(15)同时还与DC/DC变换器(16)的输出端并联连接，DC/DC变换器(16)的输入端连接光伏发电系统(17)。

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，一体化变换装置(26)包括五个外端口，分别为端口A、端口B、端口G、端口C和端口D；其中，端口A和端口B分别接牵引供电系统的两个供电臂的母线，端口G与钢轨(25)同时接地网，端口C和端口D分别接光伏发电系统(17)。

3.根据权利要求2中所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，端口A和端口B在与牵引供电系统的两个供电臂的母线的连接处还并联连接牵引变压器(22)的一次侧，所述牵引变压器(22)的二次侧连接至电力网络(21)。

4.根据权利要求3中所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，所述牵引变压器(22)为V型接线牵引变压器、YNd11接线牵引变压器、Scott接线牵引变压器或阻抗匹配平衡变压器。

5.根据权利要求1-4中任意一项中所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，所述检测电路包括电压检测电路和电流检测电路。

6.根据权利要求5所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，所述DC/DC变换器(16)为具有MPPT功能的光伏变换器。

7.根据权利要求6所述的一种用于光伏牵引供电系统的一体化变换装置的控制方法，其特征在于，所述光伏发电系统(17)包括多个光伏组件相互串并联。