[发明专利]牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆

说明书

本发明公开了一种牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆，实时采集接触网网压，计算所述网压的谐波含量及特征频率；若所述谐波含量不小于预设的门槛值，则判定网压异常，控制四象限变流器停止运行；判断当前网压的特征频率是否在某四象限控制方式特征频率预设范围内，若否，则控制所述四象限变流器以该四象限控制方式运行。本发明在不改变传统大功率电力机车接触网供电工作模式主电路拓扑结构的基础上，通过增加FFT计算检测单元以及预置四象限不同运行控制方式，能有效检测牵引网高频谐振，准确根据比对结果判断输出运行方式，可靠抑制牵引网产生的高频谐振，提高系统稳定性，为机车的可靠运行提供了多重保障。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆。

背景技术

当前轨道交通领域电力机车和动车组主要采用交-直-交牵引电传动技术，牵引变压器将牵引网提供的高压单相交流电转换为合适的低压单相交流电，再通过四象限变流器(也称PWM变流器)转换为直流电，该直流电通过PWM逆变器转换成电压和频率可以调节的三相交流电，驱动牵引电机运行。网侧四象限变流器的采用，使得交流机车获得较高的功率因数和较低的网侧谐波电流，但是当四象限变流器投入运行在网侧产生的电流特征频谱与牵引网谐振频率重合时，容易引发牵引网高频谐振。高频谐振事故可能引起一系列严重后果，如地面牵引变电所保护动作、机车控制逻辑动作、地面、车上避雷器等高压设备烧损等。因此，车网高频谐振抑制方法的研究使用，可以避免高频谐振引起的事故，有助于维护铁路正常的运输秩序。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种牵引网高次谐波抑制方法及系统、轨道交通车辆，有效抑制牵引网高次谐波。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种牵引网高次谐波抑制方法，包括以下步骤：

S1、实时采集接触网网压，计算所述网压的谐波含量；

S2、若所述谐波含量不小于预设的门槛值，则判定网压异常，控制四象限变流器停止运行；否则，输出当前网压的特征频率；

S3、判断当前网压的特征频率是否在某四象限控制方式特征频率预设范围内，若否，则控制所述四象限变流器以该四象限控制方式运行。

本发明的方法能有效检测牵引网高频谐振，准确根据比对结果判断输出运行方式，可靠抑制牵引网产生的高频谐振，提高系统稳定性，为机车的可靠运行提供了多重保障。

步骤S1中，利用FFT算法计算所述网压的谐波含量及特征频率。计算过程简单，计算速度快。

步骤S3的具体实现过程包括：

1)判断当前网压的特征频率是否在四象限控制方式1的特征频率范围内，若是，则进入步骤2)；否则，控制所述四象限变流器以该四象限控制方式1运行；

2)判断当前网压的特征频率是否在四象限控制方式2的特征频率范围内，若是，则进入步骤3)；否则，控制所述四象限变流器以该四象限控制方式2运行；

3)判断当前网压的特征频率是否在四象限控制方式3的特征频率范围内，若是，则进入步骤4)；否则，控制所述四象限变流器以该四象限控制方式3运行；

4)判断当前网压的特征频率是否在四象限控制方式4的特征频率范围内，若是，则返回S1；否则，控制所述四象限变流器以该四象限控制方式4运行。

通过上述过程，在不改变传统大功率电力机车接触网供电工作模式主电路拓扑结构的基础上，预置四象限不同运行控制方式，进一步有效检测牵引网高频谐振。

相应地，本发明还提供了一种牵引网高次谐波抑制系统，包括：

网压检测单元，用于实时采集接触网网压；

检测计算单元，用于计算所述网压的谐波含量及特征频率；