[发明专利]一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法

摘要

一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法，包括以下步骤1）人工设置直流触网电压目标值Udc‑ref，并实时检测直流触网电压Udc，并在直流触网电压控制器中将Udc‑ref和Udc进行比较；2）三相电压互感器PT1、PT2、PT3分别检测升压变高压侧三相线采样电网电压Usa、Usb、Usc，采样电网电压Usa、Usb、Usc经由锁相环PLL计算得到dq反变换需要的电网同步信号ωt；3）根据外设的上级控制系统下发的无功调度需求，设置q轴无功电流指令Iq‑ref；4）三相控制输出Uia‑ref、Uib‑ref、Uic‑ref分别进入三相调制模块进行单极倍频调制，得到每相4路、三相共12路脉冲控制信号。本发明在变压器的低压端就实现了倍频的效果，从而向中压交流电网馈入正确的三相交流电流，达到稳定直流触网电压的目的。

主权项

一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法，其特征是，包括以下步骤：1）人工设置直流触网电压目标值Udc‑ref，并实时检测直流触网电压Udc，并在直流触网电压控制器中将Udc‑ref和Udc进行比较，当Udc‑ref＜Udc时，直流触网电压控制器计算Udc‑ref和Udc的差值，将作为输入信号输入PI控制器，通过PI控制器输出三相旋转坐标系下的d轴有功电流指令Id‑ref，所述三相旋转坐标系即dq坐标系；2）三相电压互感器PT1、PT2、PT3分别检测升压变高压侧三相线采样电网电压Usa、Usb、Usc，采样电网电压Usa、Usb、Usc经由锁相环PLL计算得到dq反变换需要的电网同步信号ωt；3）根据外设的上级控制系统下发的无功调度需求，设置q轴无功电流指令Iq‑ref，以步骤2得到的电网同步信号ωt为正弦波相位基准，采用dq反变换将q轴无功电流指令Iq‑ref和步骤1得到的d轴有功电流指令Id‑ref反变换到三相ABC坐标系下，得到ABC三相电流Ia‑ref、Ib‑ref、Ic‑ref；通过三相电流控制器比较三相电流指令Ia‑ref、Ib‑ref、Ic‑ref和实际三相逆变输出电流Ia、Ib、Ic的差值，通过该差值计算得到三相控制输出Uia‑ref、Uib‑ref、Uic‑ref；步骤3还包括如下步骤：3‑1）将PI控制器和基波谐振控制器R1并联，形成PI+R1模块，三相电流指令Ia‑ref、Ib‑ref、Ic‑ref和实际三相逆变输出电流Ia、Ib、Ic的差值作为输入信号输入该模块；3‑2）按照公式，计算得出R1的输出值，所述s是复频域算子，ωn是谐振中心频率，Ki是比例增益；3‑3）将R1的输出值和PI控制器的输出值叠加后通过数字控制的一拍延时环节1/z后，减去升压变高压侧三相线采样电网电压Usa，得到输出值，即三相控制输出Uia‑ref，所述一拍延时是指采样、计算频率是实际开关频率的4倍，即一个开关周期分四拍；4）三相控制输出Uia‑ref、Uib‑ref、Uic‑ref分别进入三相调制模块进行单极倍频调制，得到每相4路、三相共12路脉冲控制信号PWMa1,2,3,4、PWMb1,2,3,4、PWMc1,2,3,4，送给A、B、C三相H桥的12只IGBT进行开关控制。