本发明属于变流器控制领域,具体涉及一种变流器控制方法及系统。
背景技术:
1、地铁所接入的交流电网与该交流电网对应的直流母线之间往往通过双向变流器进行连接;地铁启动时,可以把交流电网能量提供给地铁加速启动;由于地铁刹车制动时会产生很大的再生制动能量,双向变流器又把地铁刹车制动能量反馈回交流电网;双向变流器这种双向变流特性既可以实现能馈变流器的回馈特性,又可以兼顾牵引变流器的稳定直流母线电压的功能,成为以后地铁系统节能环保能量转移的新趋势。
2、但是,地铁刹车和制动时,由于刹车制动能量和牵引能量的快速性,双向变流器投入时会造成接入该直流母线的交流电网与该直流母线之间接触网的电压的较大波动,从而导致直流母线电压的振荡波动;因此地铁变流器普遍采用电压外环和电流内环的双环控制方案,以进行直流母线电压波动的抑制,如图1所示,当电压波动时,电压外环通过pi控制把输出量送入电流内环作为电流有功部分对应的基准值,通过调节电流指令来抑制电压波动;然而在面对波动能量较大、电压快速波动的情况时,这种控制方式的响应速度较慢,难以及时对直流母线电压波动进行快速有效的抑制,导致电压过压的情况发生仍较频繁。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种变流器控制方法及系统,用于解决现有的地铁变流器的控制方式响应速度较慢导致难以及时对直流母线电压波动进行快速有效的抑制的问题。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种变流器控制方法,通过电压外环和电流内环进行双环控制,将电流前馈值加入电流内环,以生成对应的控制指令;
3、所述电流前馈值根据系统影响因子确定;所述系统影响因子包括变流器所连接的直流母线的实际电压相比于对应设定值的偏离程度;在满足设定限制条件的情况下,电流前馈值的正负与所述直流母线的实际电压和对应设定值的差值的正负一致。
4、进一步地,在满足设定限制条件的情况下,所述偏离程度越大,电流前馈值的绝对值越大;
5、将电流前馈值加入电流内环的方式为:将电流前馈值加入电流内环的有功电流部分,将电流有功部分对应的基准值与电流前馈值之和再减去电流有功部分的实际值的结果用于生成对应的控制指令。
6、进一步地,所述系统影响因子还包括变流器的当前运行状态;所述运行状态包括回馈状态、中间状态和牵引状态;所述变流器所连接的直流母线的实际电压相比于对应设定值的偏离程度包括在当前运行状态为回馈状态的情况下所述直流母线的实际电压相比于回馈设定值的偏离程度和在当前运行状态为牵引状态的情况下所述直流母线的实际电压相比于牵引设定值的偏离程度。
7、进一步地,所述设定限制条件包括:变流器的当前运行状态为回馈状态或牵引状态。
8、进一步地,变流器的当前运行状态的判断方式包括:
9、若当前所述直流母线的实际电压大于等于回馈设定值,则判断当前变流器的当前运行状态为回馈状态;若当前所述直流母线的实际电压小于等于牵引设定值,则判断当前变流器的当前运行状态为牵引状态;所述回馈设定值大于牵引设定值;
10、若当前所述直流母线的实际电压小于回馈设定值且大于牵引设定值,则判断当前变流器处于中间状态。
11、进一步地,所述系统影响因子还包括直流母线额定电压;根据系统影响因子确定电流前馈值的方式包括:
12、判断变流器的当前运行状态;
13、若变流器的当前运行状态为回馈状态,则根据所述直流母线的实际电压与回馈设定值之间的差值以及所述直流母线的额定电压计算电流基准前馈值;将电流基准前馈值乘以对应的权重得到前馈计算值;所述直流母线的实际电压相比于回馈设定值的偏离程度越大,对应的权重越大;且对应的权重均大于等于1;
14、若变流器的当前运行状态为牵引状态,则根据所述直流母线的实际电压与牵引设定值之间的差值以及所述直流母线的额定电压计算电流基准前馈值;将电流基准前馈值乘以对应的权重前馈计算值得到前馈计算值;所述直流母线的实际电压相比于牵引设定值的偏离程度越大,对应的权重越大;
15、得到前馈计算值后,根据所述前馈计算值得到电流前馈值;若变流器的当前运行状态为中间状态,则将设定前馈值作为电流前馈值。
16、进一步地,所述设定限制条件还包括:前馈计算值大于设定下限阈值且小于设定上限阈值。
17、进一步地,根据所述前馈计算值得到电流前馈值的方式包括:
18、若前馈计算值小于设定上限阈值且大于设定下限阈值,则将前馈计算值作为电流前馈值;若前馈计算值大于等于设定上限阈值,则将电流前馈值限制在设定上限阈值以下;若前馈计算值小于等于设定下限阈值,则将电流前馈值限制在设定下限阈值以上。
19、进一步地,所述回馈设定值和牵引设定值根据所述直流母线所在的供电系统的整流电压确定。
20、本发明上述的技术方案在现有的通过电压外环和电流内环的双闭环对变流器进行控制的方案的基础上,对电流内环的控制进行了改进,其有益效果包括:
21、将随直流母线的实际电压相比于对应设定值的偏离程度变化的电流前馈值加入电流内环,且该电流前馈值的正负还与实际电压相比于对应设定值的偏离方向(即与直流母线的实际电压和对应设定值的差值的正负)一致,由此即可在现有的电压外环和电流内环的双环控制方式的基础上,通过加入的能够反映直流母线电压变化趋势的电流前馈值,使电流内环控制能够更快速地响应由于直流母线电压变化引起的电压波动,因此能够更及时地对直流母线电压波动进行快速有效的抑制。
22、本发明还提供了一种变流器控制系统,包括处理器,所述处理器中存储有可执行程序指令,所述程序指令用于被执行以实现根据上述的变流器控制方法。
23、本发明上述的变流器控制系统的技术方案能够实现与上述的变流器控制方法相同的有益效果。
1.一种变流器控制方法,通过电压外环和电流内环进行双环控制,其特征在于,将电流前馈值加入电流内环,以生成对应的控制指令;
2.根据权利要求1所述的变流器控制方法,其特征在于,在满足设定限制条件的情况下,所述偏离程度越大,电流前馈值的绝对值越大;
3.根据权利要求2所述的变流器控制方法,其特征在于,所述系统影响因子还包括变流器的当前运行状态;所述运行状态包括回馈状态、中间状态和牵引状态;所述变流器所连接的直流母线的实际电压相比于对应设定值的偏离程度包括在当前运行状态为回馈状态的情况下所述直流母线的实际电压相比于回馈设定值的偏离程度和在当前运行状态为牵引状态的情况下所述直流母线的实际电压相比于牵引设定值的偏离程度。
4.根据权利要求3所述的变流器控制方法,其特征在于,所述设定限制条件包括:变流器的当前运行状态为回馈状态或牵引状态。
5.根据权利要求4所述的变流器控制方法,其特征在于,变流器的当前运行状态的判断方式包括:
6.根据权利要求5所述的变流器控制方法,其特征在于,所述系统影响因子还包括直流母线额定电压;根据系统影响因子确定电流前馈值的方式包括:
7.根据权利要求6所述的变流器控制方法,其特征在于,所述设定限制条件还包括:前馈计算值大于设定下限阈值且小于设定上限阈值。
8.根据权利要求7所述的变流器控制方法,其特征在于,根据所述前馈计算值得到电流前馈值的方式包括:
9.根据权利要求3-8任一项所述的变流器控制方法,其特征在于,所述回馈设定值和牵引设定值根据所述直流母线所在的供电系统的整流电压确定。
10.一种变流器控制系统,其特征在于,包括处理器,所述处理器中存储有可执行程序指令,所述程序指令用于被执行以实现根据权利要求1-9任一项所述的变流器控制方法。