[发明专利]一种用于VSC型电力机车dq阻抗测量的装置及其控制方法

权利要求书

1.一种用于VSC型电力机车dq阻抗测量的装置，其特征在于，包括单相全桥模块化多电平变流器、单相电压型整流器、耦合变压器和单相三绕组变压器；所述单相全桥模块化多电平变流器包括左半桥的上、下臂和右半桥的上、下臂；左半桥的上臂由N个半桥结构的子模块SM依次串联后再串联电感构成，N≥2；左半桥的下臂和右半桥的上、下臂均与左半桥的上臂结构相同；左、右半桥的上臂的输入端通过断路器S8连接到单相电压型整流器的正极，断路器S8还并联电阻R；左、右半桥的下臂的输入端连接到单相电压型整流器的负极；左半桥的上、下臂的输出端连接到耦合变压器初级的一端，右半桥的上、下臂的输出端连接到耦合变压器初级的另一端；耦合变压器次级的一端通过断路器S6连接到断路器S7的左端，断路器S7的右端连接到耦合变压器次级的另一端；单相电压型整流器的正极还通过断路器S4连接到断路器S5的左端，单相电压型整流器的负极还连接到断路器S5的右端和断路器S7的左端；所述单相三绕组变压器的初级绕组用于交流供电，第一次级绕组连接到单相电压型整流器的交流输入端；第二次级绕组的一端连接到断路器S5的左端，另一端用于连接电力机车的接地端；断路器S7的右端用于连接电力机车的输入端。

2.如权利要求1所述的一种用于VSC型电力机车dq阻抗测量的装置的控制方法，其特征在于，包括

步骤一：在单相电压型整流器的控制系统中，建立dq模型，采用电压外环和电流内环控制，输出直流电压u_dc；

步骤二：设定谐波扰动电压的有效值U和阻抗测量的频率f_p，计算出电压参考波的调制比m和频率f，

f＝|50±f_p|

如f_p＝50Hz，则f＝0或f＝100Hz；如f＝0，则断开S6和S5，闭合S7和S4，使u_dc注入电力机车，用于测量阻抗；如f＝100Hz，则进入下列步骤；如f_p≠50Hz，则进入下列步骤；

步骤三：计算出各桥臂的电压参考波，包括

左半桥的上、下桥臂电压参考波分别为：

右半桥的上、下桥臂电压参考波分别为：

其中，为左半桥上、下桥臂电压参考波的相位，为右半桥上、下桥臂电压参考波的相位；

步骤四：断开S8，通过预充电电阻R给单相全桥模块化多电平变流器的每个子模块SM的电容充电；采用同相载波层叠调制，并结合基于计算子模块SM投入数量的电容电压排序法，对各个子模块SM电容电压进行均衡控制；当电容电压接近时，闭合S8将预充电电阻R旁路，使得单相全桥模块化多电平变流器的直流侧电压稳定在u_dc，电容电压稳定在

步骤五：当电力机车正常运行时，使单相全桥模块化多电平变流器输出谐波扰动电压，并闭合S6和S5，断开S4和S7，使谐波扰动电压注入电力机车，用于测量阻抗。