一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法技术

本发明专利技术涉及一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，属于地铁供电控制领域。该同步合闸控制包括以下步骤：在接收到回馈变流器的启动信号后，控制回馈变流器交流侧合闸；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于设定阈值，则直接进入回馈变流器直流侧合闸操作；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值大于等于设定阈值，则控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作，使直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于设定阈值，然后进入回馈变流器直流侧合闸操作。本发明专利技术通过软件控制算法保证直流接触器合闸没有冲击，避免了直流软启动回路的使用，降低制动回馈系统的体积与硬件的成本。

A Synchronous Closing Control Method for Metro Brake Feedback Converter

The invention relates to a synchronous closing control method of a metro brake feedback converter, which belongs to the field of metro power supply control. The synchronous closing control includes the following steps: after receiving the start signal of the feedback converter, the AC side of the feedback converter is controlled to close; if the difference between the DC catenary voltage and the DC side voltage of the feedback converter is less than the set threshold, the DC side closing operation of the feedback converter is directly entered; if the difference between the DC catenary voltage and the DC side voltage of the feedback converter is less than the set threshold value, the DC side closing operation of the feedback converter is directly carried out; and if the difference between the DC catenary voltage and the If the value is greater than or equal to the set threshold, the feedback converter is controlled to synchronously regulate the DC side voltage of the feedback converter, so that the difference between the DC catenary voltage and the DC side voltage of the feedback converter is less than the set threshold, and then the feedback converter is switched on and off at the DC side. The invention ensures that the DC contactor closes without impact by software control algorithm, avoids the use of the DC soft start circuit, and reduces the volume and hardware cost of the brake feedback system.

【技术实现步骤摘要】
一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法
本专利技术涉及一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，属于地铁供电控制领域。
技术介绍
随着经济的快速发展，城市化进程的加快，近几年城市轨道交通发展迅速，地铁以运量大、速度快以及节省土地等一系列优势成为缓解城市交通拥堵的有效手段。地铁运行过程中会产生大量的制动能量，多余的能源被电阻消耗掉，不但不能节能，还会增加城市轨道交通线路通风散热系统的负担，合理的制动能量吸收方案既能够缓解隧道温升问题，还能够通过能源的二次利用产生良好的综合经济效益。目前，地铁再生制动能量的吸收方式主要有电阻消耗、电容储能、逆变回馈和飞轮储能等四种，其中，基于逆变方式的能量回馈变流器的节能效果好，且系统简单、稳定可靠、投资小，因此得到业内越来越多的关注与应用。如图1所示为一种现有的地铁制动回馈系统接入方案示意图，地铁制动回馈系统包括回馈变流器、隔离变压器、开关柜等，回馈变流器的直流侧直流接触网相接，回馈变流器的交流侧经隔离变压器与35kV交流电网相接，制动能量能够直接回馈到35kV交流电网中。实际使用时，地铁回馈变流器装置需要放置在隧道中，装置尺寸需要按照一定的要求来设计，直流接触网与回馈变流器连接的硬件电路通常采用直流接触器，为避免直流接触器合闸的冲击电流，实际使用中需要配备直流软启动回路，包括软启动电阻和软启动接触器。而采用直流软启电路的方案会增加制动回馈系统的体积，同时还增加了系统的硬件成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，以解决目前制动回馈系统体积过大、成本过高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，该同步合闸控制包括以下步骤：(一)检测是否接收到回馈变流器的启动信号，如果接收到回馈变流器的启动信号，再进行以下步骤；(二)控制回馈变流器交流侧合闸；(三)若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第一设定阈值，则直接进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值大于等于第一设定阈值，则控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作，使直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第二设定阈值，然后进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过软件控制算法直接控制回馈变流器直流侧电压与直流接触器之间的电压差，保证直流侧合闸没有冲击，避免了直流软启动回路的使用，降低制动回馈系统的体积与硬件的成本。进一步的，为了提高合闸的可靠性和安全性，在步骤(一)之后，检测直流接触网电压是否位于直流接触网正常回馈电压设定阈值范围内，如果位于直流接触网正常回馈电压阈值范围内，再进行步骤(二)与步骤(三)。进一步的，为了提供最优的回馈变流器的启动信号触发条件，当检测到直流接触网电压高于第三设定阈值时，发出回馈变流器的启动信号。进一步的，为了提供最优的直流接触网正常回馈电压设定阈值范围，直流接触网正常回馈电压设定阈值范围为1500V至1800V。进一步的，为了提供最优的回馈变流器的启动信号触发门槛，第三设定阈值为1500V。附图说明图1为一种现有的地铁制动回馈系统接入方案示意图；图2为本专利技术实施例中地铁制动回馈变流器同步合闸的控制流程图；图3为本专利技术实施例中回馈变流器调整回馈变流器直流侧电压的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。实施例一如图2所示为本专利技术实施例中地铁制动回馈变流器同步合闸的控制流程图。针对地铁回馈变流器直流接触器合闸操作的技术需求，本实施例地铁制动回馈变流器的同步合闸控制具体为：1、检测是否接收到回馈变流器的启动信号，如果接收到回馈变流器的启动信号，则进行以下的同步合闸控制步骤；实际应用中，当直流接触网的采样电压达到或超过制动回馈启动门槛值时，系统就会发出回馈变流器的启动信号，该制动回馈启动门槛值具体可以根据实际需要来设定，本实施例中设定为1500V。2、在接收到回馈变流器的启动信号后，检测直流接触网电压是否位于1500V至1800V之间(当然，该区间可以根据实际需要进行设定)，如果位于该电压区间内，则进行以下操作。3、当直流接触网供电正常，回馈变流器有启动命令的情况下，回馈变流器进入启动流程，交流侧断路器完成合闸，此时回馈变流器直流侧电压为自然整流电压值。4、采样检测直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压，若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于10V(当然，该电压值可以根据实际需要进行设定)，则直接进入直流接触器合闸操作，完成直流接触器的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值大于等于10V(当然，该电压值可以根据实际需要进行设定)，则控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作，使直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于5V(当然，该电压值可以根据实际需要进行设定)，然后进入直流接触器合闸操作，完成直流接触器的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作。其中，控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作包括以下步骤：1)置直流同步稳压控制开始标志位；2)将直流输入电压值设为稳压指令值；3)控制回馈变流器调整回馈变流器直流侧电压，调整后的回馈变流器直流侧电压与直流接触网电压的差值小于5V(当然，该电压值可以根据实际需要进行设定)；4)封锁脉冲，置直流同步稳压控制完成标志位。如图3所示为本专利技术实施例中回馈变流器调整回馈变流器直流侧电压的原理图，具体为：1、采集回馈变流器直流侧电压(Udc_fdb)、回馈变流器交流侧三相电流(ia、ib、ic)以及交流电网三相电压(ea、eb、ec)；2、使用交流电网三相电压(ea、eb、ec)通过PLL软锁相生成锁相角(θ)，使用回馈变流器交流侧三相电流(ia、ib、ic)以及锁相角(θ)通过abc/dq转换生成d轴实际电流(Id_fdb)以及q轴实际电流(Iq_fdb)；3、回馈变流器直流侧参考电压(Udc_ref)与回馈变流器直流侧电压(Udc_fdb)经差分后再经PI调节后输出d轴参考电流(Id_ref)以及q轴参考电流(Iq_ref)；4、d轴参考电流(Id_ref)与d轴实际电流(Id_fdb)经差分后再经PI调节后输入进dqo/αβ转换器，q轴参考电流(Iq_ref)与q轴实际电流(Iq_fdb)经差分后再经PI调节后也输入进dqo/αβ转换器，dqo/αβ转换器再结合锁相角(θ)生成SVPWM信号；5、通过SVPWM信号控制回馈变流器直流侧电压(Udc_fdb)趋近于回馈变流器直流侧参考电压(Udc_ref)。本实施例在不对现有地铁制动能量回馈系统硬件进行改变的前提下，仅通过软件控制算法保证直流接触器合闸没有冲击，从而取代了直流软启电路，降低主回路的硬件成本并减小装置体积。本实施例中，回馈变流器直流侧通过直流接触器与直流接触网电连接，回馈变流器交流侧通过断路器与交流电网电连接，这些连接关系均是本领域常规连接，还可以根据实际需要对其进行常规变形更改，这些均应当落入本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，其特征在于，该同步合闸控制包括以下步骤：(一)检测是否接收到回馈变流器的启动信号，如果接收到回馈变流器的启动信号，再进行以下步骤；(二)控制回馈变流器交流侧合闸；(三)若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第一设定阈值，则直接进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值大于等于第一设定阈值，则控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作，使直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第二设定阈值，然后进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作。

【技术特征摘要】
1.一种地铁制动回馈变流器的同步合闸控制方法，其特征在于，该同步合闸控制包括以下步骤：(一)检测是否接收到回馈变流器的启动信号，如果接收到回馈变流器的启动信号，再进行以下步骤；(二)控制回馈变流器交流侧合闸；(三)若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第一设定阈值，则直接进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合闸，完成回馈变流器的启动操作；若直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值大于等于第一设定阈值，则控制回馈变流器对回馈变流器直流侧电压进行直流同步稳压操作，使直流接触网电压与回馈变流器直流侧电压之间的差值小于第二设定阈值，然后进入回馈变流器直流侧合闸操作，完成回馈变流器直流侧的同步合...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜亚秋，耿志清，柳拉勋，李宪鹏，郑月宾，崔炳涛，王林，牛化鹏，李亚军，夏景辉，刘宏泰，郝晓平，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61