[实用新型]一种用于铁路负序动态调节装置的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路牵引变电站的控制领域，尤其是涉及一种用于铁路负序动态调节装置的控制系统。

背景技术

电气化铁路牵引供电网的供电可靠和安全性是电力机车安全、可靠、经济运行的重要保障。而电力机车作为一种特殊的电力负荷，其釆用单相供方式,在未采取补偿措施时不可避免地向上级电力系统注入负序电流；由于电力机车负荷为整流驱动和具有随机性,同时带来了无功、谐波、电压波动等电能质量问题严重恶化了牵引供电网及其上级电力系统的电能质量。其中，负序电流增大同步电机的附加损耗、降低变压器出力、引起继电保护装置误动等；谐波电流引起发电机、变压器、输电线路附加损耗，并可能产生谐波放大烧毁电力设备；无功功率不足增加输电线路损耗,降低电压水平。给电力系统和牵引网的安全可靠供电带来了挑战。因此，必须采取有效的治理措施，对牵引供电网的电能质量进行控制，使其处于允许范围内，以保证电力系统和牵引网安全可靠供电。

目前国内外提出的电气化铁路负序、谐波和无功综合补偿方法可以分为主动治理和被动治理两类。主动治理方法主要有：(1)规划时增大牵引网容量,提高牵引网电能质量问题容忍能力；(2)牵引变电所进线换相接入，可明显降低因牵引网单相供电产生的负序；(3)采用平衡牵引变压器降低负序；(4)釆用交直交型电力机车,可有效降低机车谐波含量，且功率因数接近1，但不能解决负序问题。被动治理方法主要有：(1)无源补偿器。主要是静止无功补偿器(Static VarCompensator,SVC)；(2)有源补偿器。主要有单相接入的有源电力滤波器(ActivePower Filter，APF)、三相接入的静止同步补偿器(Static Compensator，STATCOM)、两相接入的铁路功率调节器(Railway Power Conditioner，负序动态调节装置)及各种变型结构。但是这些方式或技术只能部分改善电能质量，无法有效解决电气化铁路中严重存在的负序问题。

基于上述原因和现有市场产品的缺陷和不足，提出一种铁路牵引变负序调节优化装置，该装置设置有分别与两供电臂连接的2个电压源变流器以及1个为电压源变流器提供直流侧电压的直流电容，它具有有功电流转移、无功补偿、稳定牵引网电压和滤波谐波等功能。运行结果表明，负序动态调节装置在稳定牵引系统供电电压和谐波治理方面，效果很好，可以替代目前采用的TCR+FC，SVC、单一负序动态调节装置等方案，其市场前景巨大，然而如何对该铁路牵引变负序调节优化装置进行控制，从而实现有功电流转移、无功补偿、稳定牵引网电压以及滤波谐波等功能，仍是一个未解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种用于铁路负序动态调节装置的控制系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于铁路负序动态调节装置的控制系统，所述铁路负序动态调节装置包括2个分别与两供电臂连接的电压源变流器以及1个为电压源变流器提供直流侧电压的直流电容，所述控制系统包括相互连接的参考信号检测装置和控制信号发生装置，所述参考信号检测装置分别与2个电压源变流器连接，所述控制信号发生装置分别与2个电压源变流器和直流电容连接。

所述参考信号检测装置包括依次连接的指令电流计算模块、有功与无功电流的叠加计算模块和控制电流计算模块，所述电压源变流器分别与指令电流计算模块、有功与无功电流的叠加计算模块和控制电流计算模块的输入端连接，所述控制电流计算模块的输出端与控制信号发生装置连接。

所述指令电流计算模块包括依次连接的指令电流乘法器、指令电流加法器和低通滤波器，所述指令电流乘法器分别与2个电压源变流器连接，所述低通滤波器与有功与无功电流的叠加计算模块连接。

所述有功与无功电流的叠加值计算模块包括锁相环、移相器、叠加乘法器和叠加加法器，所述锁相环的输入端分别与2个电压源变流器连接，输出端与移相器的输入端连接，所述移相器的输出端和指令电流计算模块的输出端均与叠加乘法器的输入端连接，所述叠加乘法器的输出端和指令电流计算模块的输出端均与叠加加法器连接，所述叠加加法器的输出端与控制电流计算模块连接。

所述控制电流计算模块包括控制电流加法器，所述控制电流加法器的输入端分别与有功与无功电路的叠加值计算模块的输出端和2个电压源变流器连接，所述控制电流加法器的输出端与控制信号发生装置连接。