CN105226969B - 城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统及其能馈方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统及其能馈方法，系统包括整流变压器、双线圈接入式能馈装置和整流单元，双线圈接入式能馈装置包括并联布置的两重能馈支路，每一重能馈支路包括依次串联布置的交流侧低压断路器、隔离变压器、逆变器和直流侧接触器；方法步骤包括当列车牵引启动时，通过整流变压器、整流单元从中压交流电网取流注入直流牵引网；当列车制动时，双线圈接入式能馈装置启动，通过双线圈接入式能馈装置、整流变压器将列车制动能量回馈到中压交流电网。本发明能够实现节能及直流母线电压稳压，具有灵活性高、体积小、与既有系统结合度高、功率因数高及注入到交流侧的谐波低、通用性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及城轨供电系统，具体涉及一种城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统及其能馈方法。
背景技术
目前在城轨牵引供电系统中，处理列车制动时产生的再生能量方面主要存在两种解决方案，一种是低压回馈+电阻消耗的方案，将制动能量回馈到低压配电AC400V电网内，多余能量则由制动电阻消耗掉，因低压配电变压器容量较小，当制动能量较大时，大部分的能量是由制动电阻消耗，再生能量重复利用率较低；另一种是中压能馈方案（独立支路型），是将制动能量通过回馈变流器反馈至变电所内中压交流电网，该解决方案回馈功率较大，在谐波、功率因数、抗孤岛等方面具备非常好的电网兼容性，在城轨集中式供电系统中应用优势明显，但在分散式供电系统中，会有部分回馈的能量反馈至电业局下的变电所内，不能完全由地铁运营方重复利用，两种方式各有适用局限；其中中压能馈方案中有一种共用整流变压器的能馈装置，目前在应用和设计中均只有单支路，与整流变压器的单重相接，会导致整流变压器低压两绕组发热不平衡，对整流变压器的影响未知。同时回馈容量受到整流变压器容量的限制，多余的制动功率需要靠邻所回馈装置吸收，线路上存在一定的压降，影响节能效果。
目前在国内外应用较为成熟的是再生制动能量回馈装置，即将列车制动产生的能量通过逆变转换为交流电再回馈至交流电网。再生制动能量回馈装置按回馈点电压的不同分为低压型能量回馈装置、中压共用整流变型能量回馈装置、中压独立支路型能量回馈装置。其中低压型能量回馈装置可以实现在一定功率范围内回馈制动能量，但吸收能量有限，一般需加装电阻消耗装置，效率较低；中压共用整流变型能量回馈装置可以实现全功率范围内制动能量回馈，但因不采用隔离变压器，回馈电流与整流机组电流之间不存在电磁隔离，回馈电流的涌入会导致牵引变压器低压绕组侧电压升高，峰值点处的电压将可能高于直流侧的直流电压，导致二极管整流器在峰值点附近导通，形成能馈装置与整流机组之间存在环流，效率较低，保护兼容性差，采用隔离变压器的单隔离变压器的能馈装置则存在功率因数较低，整流变压器单侧接能馈装置，整流变压器双绕组发热不均衡，影响寿命；中压独立支路型能量回馈装置可以实现全功率范围内制动能量回馈，采用多重化拓扑结构，设备投资较高，占地较大。
采用双隔离变压器的共用整流变能量回馈装置可以实现全功率范围内制动能量吸收，提高设备节能率，同时使得整流变压器阀侧双绕组工作发热均衡，不会对整流变压器产生不利影响；另外双路能馈支路加隔离变压器的方式，将极大减少注入交流电网的电流谐波含量，并基本消除与二极管整流器之间的环流影响。
对于能馈装置接入整流变压器方案，在现有技术主要有以下文几种：（1）专利申请号为201210065612.X的专利文献公开了一种能馈式牵引供电装置，包括变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，该能馈式牵引供电装置还包括双向DC-DC变换器，该技术方案采用双向DC-DC变换器与二极管整流机组和PWM整流机组的直流侧连接，实现PWM整流机组与二极管整流机组共用一个变压器，该技术方案在PWM整流机组和二极管整流机组间加入了双向DC-DC变换器，系统电路复杂、控制系统复杂、投资成本高，控制较难于实现。（2）专利申请号为200810156541.8的专利文献公开了一种地铁供电系统的多目标综合控制节能装置，采用可控高功率因数整流的AC/DC变流模块取代传统的整流电路，同时在直流母线处装有一台或多台并联DC/DC变流模块，使机车制动时产生的电能可部分通过AC/DC模块回馈到电网，部分通过DC/DC模块升压后存储到独立电容器组，该装置可充分利用制动能量，并通过部分吸收能量、部分回馈能量来克服所有能量瞬时回馈电网对电网的冲击。该技术方案采用在直流牵引母线处加增一台或多台并联的DC/DC变流模块，使机车制动时产生的电能可部分通过AC/DC模块回馈到电网，部分通过DC/DC模块升压后存储到独立电容器组，来克服所有能量瞬时回馈电网对电网冲击，通过增加硬件的方式来减少对电网的冲击，增加了设备成本及占地面积，且回馈与吸收能部分逻辑复杂，实现难度较大，会影响设备工作的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够在列车电制动时将制动能量通过逆变器逆变至整流变压器的次边、通过整流单元升压回馈到中压交流电网以达到节能目的，能够在功率范围内稳定直流母线电压，灵活性高、体积小、与既有系统结合度高、功率因数高及注入到交流侧的谐波低、通用性好的城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统及其能馈方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的能馈方法，城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统包括整流变压器、双线圈接入式能馈装置和整流单元，所述整流变压器的网侧绕组和中压交流电网相连、阀侧双绕组分别通过双线圈接入式能馈装置和整流单元和直流牵引网的直流母线相连，所述双线圈接入式能馈装置包括并联布置的两重能馈支路，每一重能馈支路包括依次串联布置的交流侧低压断路器QF1、隔离变压器、逆变器和直流侧接触器KM1，所述逆变器的交流侧依次通过隔离变压器、交流侧低压断路器QF1和整流变压器一个的阀侧绕组相连，所述逆变器的直流侧通过直流侧接触器KM1和直流牵引网的直流母线相连，能馈方法的步骤包括：
1）在列车处于运行状态下，城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统处于热待机状态，双线圈接入式能馈装置和整流单元停止工作，当列车牵引启动时，跳转执行步骤2）；当列车制动时，跳转执行步骤3）；
2）通过整流变压器、整流单元从中压交流电网取流注入直流牵引网为列车牵引启动提供牵引电流，直流母线电压从空载电压随着电流变大而逐渐降低，该直流母线电压远低于双线圈接入式能馈装置的启动电压，使得双线圈接入式能馈装置保持关闭；当直流牵引网的直流母线电压恢复正常时，整流单元停止工作，返回步骤1）；
3）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元的空载电压时，所述整流单元反向截至使得整流单元停止工作；当直流牵引网的直流母线电压上升达到双线圈接入式能馈装置的启动门槛值时，双线圈接入式能馈装置启动，通过双线圈接入式能馈装置、整流变压器将列车制动能量回馈到中压交流电网；判断是否达到双线圈接入式能馈装置的停止条件，当达到双线圈接入式能馈装置的停止条件时，双线圈接入式能馈装置停止工作，返回步骤1）。
优选地，所述步骤3）的详细步骤包括：
3.1）初始化设置启动门槛电压Uq、电流变化斜率预设值以及启动门槛电压Uq与停止门槛电压之间Ut设置滞环值；
3.2）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元（3）的空载电压时，所述整流单元反向截至使得整流单元停止工作；
3.3）当直流母线电压超过启动门槛电压Uq、停止门槛电压之间Ut时，双线圈接入式能馈装置启动，通过双线圈接入式能馈装置、整流变压器将列车制动能量回馈到中压交流电网，将直流母线电压稳定在电网电压稳压值Us，该电网电压稳压值Us小于启动门槛电压Uq，设置停止门槛电压Ut为比电网电压稳压值Us减去滞环值的差值更小的某一电压值；
3.4）判断直流牵引网的直流母线电压是否回落达到双线圈接入式能馈装置的停止门槛电压Ut，当达到双线圈接入式能馈装置的停止门槛电压Ut时，跳转执行步骤3.5）；
3.5）判断直流牵引网的电流变化斜率是否小于电流变化斜率预设值，如果小于电流变化斜率预设值，则判定为达到双线圈接入式能馈装置的停止条件，双线圈接入式能馈装置停止工作，返回步骤1）；否则跳转执行步骤3.4）。
优选地，所述步骤3）中通过双线圈接入式能馈装置、整流变压器将列车制动能量回馈到中压交流电网时，对双线圈接入式能馈装置采用三角载波移相技术生成对双线圈接入式能馈装置的SVPWM调制波形，详细步骤包括：对三角载波进行360º/2的相位移相得到2路移相三角载波波形，在将2路移相三角载波波形分别和正弦调制波生成用于控制两重能馈支路中逆变器的SVPWM调制波形，一路SVPWM调制波形用于控制一个逆变器，使得两重能馈支路的谐波电流相位相差180º。
本发明城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统具有下述优点：
1、本发明包括整流变压器、双线圈接入式能馈装置和整流单元，所述整流变压器的网侧绕组和中压交流电网相连、阀侧双绕组分别通过双线圈接入式能馈装置和整流单元和直流牵引网的直流母线相连，所述双线圈接入式能馈装置包括并联布置的两重能馈支路，每一重能馈支路包括依次串联布置的交流侧低压断路器QF1、隔离变压器、逆变器和直流侧接触器KM1，采用双隔离变压器、双能馈支路的方式，共用整流变压器的能馈方案，采用双能馈支路可增加回馈到交流侧的制动能量，提高设备节能率，同时使得整流变压器阀侧双绕组工作发热均衡，不会对整流变压器产生不利影响，而且双能馈支路加隔离变压器的方式，将极大减少注入交流电网的电流谐波含量，并基本消除与二极管整流器之间的环流影响。
2、目前一般的再生制动能量回馈系统主要采用将制动能量直接通过高压变压器回馈到中压交流电网，高压变压器体积大，成本高；而采用共用整流变压器方案的能量回馈系统一般不设置隔离变压器，会导致能量系统与二极管整流器之间形成环流，降低了装置的利用率，本发明设计了一种采用双隔离变压器，充分利用整流变压器次边双绕组的结构形式，减少高压变压器，消除与二极管整流组之间环流，增大能馈系统的回馈容量，减少了高压升压变压器的占地面积及成本。
3、本发明能适用于DC1500V、DC750V两种地铁直流牵引供电系统，所不同是改变隔离变压器原边和次边绕组线电压即可，具有通用性好的优点。
本发明城轨供电系统双线圈接入式中压能馈方法具有下述优点：本发明城轨供电系统双线圈接入式中压能馈方法为本发明城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的能馈方法，能够实现对城轨供电系统的中压能馈，同样也具有本发明城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的前述优点，故在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统结构示意图。
图2为本发明实施例一中整流变压器与隔离变压器匹配关系示意图。
图3为本发明实施例一的系统能馈流程示意图。
图4为本发明实施例一中滞环判断装置启停逻辑的流程示意图。
图5为本发明实施例一中生成的移相波形示意图。
图6为本发明实施例二的系统结构示意图。
图例说明：1、整流变压器；2、双线圈接入式能馈装置；21、隔离变压器；22、逆变器；3、整流单元；31、脉冲整流器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统包括整流变压器1、双线圈接入式能馈装置2和整流单元3，整流变压器1的网侧绕组和中压交流电网相连、阀侧双绕组分别通过双线圈接入式能馈装置2和整流单元3和直流牵引网的直流母线相连，双线圈接入式能馈装置2包括并联布置的两重能馈支路，每一重能馈支路包括依次串联布置的交流侧低压断路器QF1、隔离变压器21、逆变器22和直流侧接触器KM1，逆变器22的交流侧依次通过隔离变压器21、交流侧低压断路器QF1和整流变压器1一个的阀侧绕组相连，逆变器22的直流侧通过直流侧接触器KM1和直流牵引网的直流母线相连。本实施例采用双隔离变压器21，与整流单元3共用整流变压器1的次边，消除与整流单元3之间的环流，通过隔离变压器21将回馈电流与整流单元3次边绕组分离开，没有电的连接、只有磁场感应，从而消除了高频峰值电流导致的整流单元3次边网压升高的因素，不会引起整流单元3在高频峰值电流作用下开通，也就消除了双线圈接入式能馈装置2与整流单元3间的环流电流。目前采用单支路能馈装置为解决谐波问题，主电路拓扑结构在交流侧均采用LCL型变流器模式，由于交流侧存在电容C导致会在工作时产生一定的无功功率，使得回馈到中压电网中的功率包含了部分无功，导致其功率因数较低，同时单边接于整流变压器，整流变压器二次绕组在整流时和逆变时均单边运行，长期导致两绕组间温升相差较多，材料疲劳程度不一致，影响整流变压器的寿命。而本实施例中采用双隔离变压器21的双线圈接入式能馈装置2，由于单重能馈支路负荷降低，整流单元3二次两个绕组温升较为平衡且较低，不会形成整流单元3的局部温升较大差异，对整流变压器1的寿命影响较小。
本实施例采用双隔离变压器21分别与整流变压器1的阀侧双绕组相接，每重能馈支路交流侧采用交流侧低压断路器QF1与整流变压器1阀侧绕组相接，直流侧则通过直流侧接触器KM1并联输出，在每重能馈支路中，交流侧和直流侧存在明显的断点，可以实现单重能馈支路出现故障时，能够通过断开交流侧低压断路器QF1和直流侧接触器KM1实现快速切除能馈支路的方式，不影响另一支路的正常运行。参见图1可见，两重能馈支路的两个直流侧接触器KM1（KM1#1和KM1#2）的加入，能够形成明显的主电路断点，可以在某一能馈支路出现故障的情况下，实现单支路无故障运行，提高装置的可靠性及设备利用率。
如图1所示，双线圈接入式能馈装置2的直流侧设有第一直流开关QFz1和第一负极开关QC1，两重能馈支路的逆变器22的直流侧正极输出端共同通过第一直流开关QFz1和直流牵引网的直流母线的正极相连，两重能馈支路的逆变器22的直流侧负极输出端共同通过第一负极开关QC1和直流牵引网的直流母线的负极相连。
如图1所示，逆变器22的直流侧的负极输出端和直流牵引网的直流母线之间串接有直流电抗器L。在逆变器22的直流侧加入直流电抗器L，主要功能体现在以下两点：一是滤波，滤除直流侧输入谐波，使得逆变器22作为四象限变流器时输出的直流电流、直流电压谐波较少，电能质量好；二是保护功能，若直流牵引网或双线圈接入式能馈装置2发生短路时，直流电抗器L能抑制瞬时短路电流大小，有效抑制直流侧短路时的短路电流上升率，并延长短路电流增长速度（即抑制di/dt），进而为第一直流开关QFz1和第一负极开关QC1的快速关断赢取时间，避免产生损坏设备的现象产生。
本实施例中，整流单元3包括交流侧各与整流变压器1的一个阀侧绕组相连的两个脉冲整流器31，脉冲整流器31的直流侧与直流牵引网的直流母线相连。
本实施例中，整流单元3的直流侧设有第二直流开关QFz2和第二负极开关QC2，两个脉冲整流器31的直流侧正极输出端共同通过第二直流开关QFz2和直流牵引网的直流母线的正极相连，两个脉冲整流器31的直流侧负极输出端共同通过第二负极开关QC2和直流牵引网的直流母线的负极相连。
本实施例中，整流变压器1的网侧绕组串接有高压交流断路器QFg，整流变压器1的网侧绕组通过高压交流断路器QFg和中压交流电网相连。
如图2所示，本实施例中隔离变压器21的次边绕组相位和整流变压器1的阀侧绕组相位一致。本实施例中，整流变压器1绕组连接方式如采用Dy5d0，则隔离变压器21的绕组连接方式分别为Y5y0和D0y0方式，该匹配关系可等效实现逆变器22与整流变压器1原边相位的一致，有利于隔离变压器21与整流变压器1的相位匹配，有利于实现能馈支路的多重化结构以在逆变器22侧形成多重化关系，便于控制系统中实现三角载波移相技术，多重化三角载波移相技术可以实现逆变器22网侧电流谐波及电压谐波的对消，有利于减小输出谐波，提高网侧功率因数，并可以通过多重叠加，提高功率器件的复合开关频率，从而降低开关损耗和谐波含量，并提高了系统直流侧输出电压的等效频率，从而减少直流电流中的高频纹波。
如图3所示，本实施例城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的能馈方法的步骤包括：
1）在列车处于运行状态下，城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统处于热待机状态，双线圈接入式能馈装置2和整流单元3停止工作，当列车牵引启动时，跳转执行步骤2）；当列车制动时，跳转执行步骤3）；
2）通过整流变压器1、整流单元3从中压交流电网取流注入直流牵引网为列车牵引启动提供牵引电流，直流母线电压从空载电压随着电流变大而逐渐降低，该直流母线电压远低于双线圈接入式能馈装置2的启动电压，使得双线圈接入式能馈装置2保持关闭；当直流牵引网的直流母线电压恢复正常时，整流单元3停止工作，返回步骤1）；
3）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元3的空载电压时，整流单元3反向截至使得整流单元3停止工作；当直流牵引网的直流母线电压上升达到双线圈接入式能馈装置2的启动门槛值Uq时，双线圈接入式能馈装置2启动，通过双线圈接入式能馈装置2、整流变压器1将列车制动能量回馈到中压交流电网，以稳定直流牵引网的直流母线电压为Us（Us< Uq）；判断是否达到双线圈接入式能馈装置2的停止条件，当达到双线圈接入式能馈装置2的停止条件时，双线圈接入式能馈装置2停止工作，返回步骤1）。
本实施例在热待机状态及整个能馈控制过程中，交流侧低压断路器QF1#1和QF1#2、直流侧接触器KM1#1和KM1#2、第一直流开关QFz1、第一负极开关QC1、第二直流开关QFz2、第二负极开关QC2、高压交流断路器QFg均处于闭合状态。通过整流变压器1、整流单元3从中压交流电网取流注入直流牵引网为列车牵引启动提供牵引电流时，中压交流电网的电流依次经过高压交流断路器QFg、整流变压器1、第二直流开关QFz2和第二负极开关QC2注入直流牵引网，整流变压器1被整流单元3独占。通过双线圈接入式能馈装置2、整流变压器1将列车制动能量回馈到中压交流电网时，列车制动能量经过第一直流开关QFz1和第一负极开关QC1、直流侧接触器KM1#1和KM1#2、逆变器22、隔离变压器21、交流侧低压断路器QF1#1和QF1#2、整流变压器1、高压交流断路器QFg回馈到中压交流电网，整流变压器1被双线圈接入式能馈装置2独占。整流变压器1在整个过程中，分别由双线圈接入式能馈装置2和整流单元3分时复用。
如图4所示，本实施例步骤3）的详细步骤包括：
3.1）初始化设置启动门槛电压Uq、电流变化斜率预设值以及启动门槛电压Uq与停止门槛电压之间Ut设置滞环值；本实施例中，考虑到直流牵引网的直流母线电压波动峰峰值一般小于30V，因此设置滞环值为15V；
3.2）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元3的空载电压时，所述整流单元3反向截至使得整流单元3停止工作；
3.3）当直流母线电压超过启动门槛电压Uq、停止门槛电压之间Ut时，双线圈接入式能馈装置2启动，通过双线圈接入式能馈装置2、整流变压器1将列车制动能量回馈到中压交流电网，将直流母线电压稳定在电网电压稳压值Us，该电网电压稳压值Us小于启动门槛电压Uq，设置停止门槛电压Ut为比电网电压稳压值Us减去滞环值的差值更小的某一电压值；
3.4）判断直流牵引网的直流母线电压是否回落达到双线圈接入式能馈装置2的停止门槛电压Ut，当达到双线圈接入式能馈装置2的停止门槛电压Ut时，跳转执行步骤3.5）；
3.5）判断直流牵引网的电流变化斜率是否小于电流变化斜率预设值，如果小于电流变化斜率预设值，则判定为达到双线圈接入式能馈装置2的停止条件，双线圈接入式能馈装置2停止工作，返回步骤1）；否则跳转执行步骤3.4）。
直流牵引网的直流母线电压一般是24脉波整流电压，有一定的波动范围，且当直流牵引网的直流母线电压的全线贯通的，临近车辆的制动也会引起直流网压的震荡，如果该震荡点刚好处于双线圈接入式能馈装置2的启动门槛电压Uq附近时，会导致双线圈接入式能馈装置2频繁的启动、停止，增加双线圈接入式能馈装置2的误动作。本实施例通过上述步骤3.1～3.6），形成了双线圈接入式能馈装置2启停控制中的滞环控制技术及电流变化率判断技术，使得当直流牵引网线路上无车辆时，直流母线电压会大幅下降，当低于停止门槛值Ut时，装置同时判断判断电流变化斜率，判断电流斜率，是减少趋势还是增大趋势，能够更准确地区分直流电网中是存在制动能量和直流电压正常波动，避免装置的误动作，能够避免双线圈接入式能馈装置2频繁启动，减少损耗及误启动。
本实施例步骤3）中通过双线圈接入式能馈装置2、整流变压器1将列车制动能量回馈到中压交流电网时，对双线圈接入式能馈装置2采用三角载波移相技术生成对双线圈接入式能馈装置2的SVPWM调制波形，详细步骤包括：对三角载波进行360º/2的相位移相得到2路移相三角载波波形如图5所示，tri_test1波形为一重能馈支路的逆变器22的移相三角载波波形，tri_test2波形为另一重能馈支路的逆变器22的移相三角载波波形，tri_test1波形和tri_test2波形之间的谐波电流相位相差180º；在将2路移相三角载波波形（tri_test1波形和tri_test2波形）分别和正弦调制波生成用于控制两重能馈支路中逆变器22的SVPWM调制波形，一路SVPWM调制波形用于控制一个逆变器22，使得两重能馈支路的谐波电流相位相差180º，实现变流器网侧电流谐波及电压谐波的对消，能够达到在不提高单组逆变器开关频率和保持主电路拓扑结构的前提下获得高的等效开关频率，从而减少系统输出波形的谐波含量。
实施例二：
如图6所示，本实施例的城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统和实施例一（图1所示）的本实施例的城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统基本相同，其主要区别点为：实施例一中，直流电抗器L串接在逆变器22的直流侧的负极输出端和直流牵引网的直流母线之间，具体串接在第一负极开关QC1和直流牵引网的直流母线的负极之间，两能馈支路共用一台直流电抗器L，通过直流电抗器L的电流较大，导致直流电抗器L体积较大、发热较大。而本实施例中，直流电抗器L串接在逆变器22的直流侧的正极输出端和直流牵引网的直流母线之间，具体串接在直流侧接触器KM1和第一直流开关QFz1，且每一个逆变器21的直流侧正极都串接有一个直流电抗器L，相比实施例一而言通过直流电抗器L的电流减少了一半，体积和发热也减少较多，但是成本会比实施例中高。此外，还可以根据需要调整直流电抗器L在逆变器22的直流侧和直流牵引网的直流母线之间其他串接位置，例如在第一直流开关QFz1和直流牵引网的直流母线正极之间，逆变器22的直流侧的正极输出端和第一直流开关QFz1之间的公用线路上等，其同样也可以实现滤波和保护功能，故在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的能馈方法，其特征在于：所述城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统包括整流变压器（1）、双线圈接入式能馈装置（2）和整流单元（3），所述整流变压器（1）的网侧绕组和中压交流电网相连、阀侧双绕组分别通过双线圈接入式能馈装置（2）和整流单元（3）和直流牵引网的直流母线相连，所述双线圈接入式能馈装置（2）包括并联布置的两重能馈支路，每一重能馈支路包括依次串联布置的交流侧低压断路器QF1、隔离变压器（21）、逆变器（22）和直流侧接触器KM1，所述逆变器（22）的交流侧依次通过隔离变压器（21）、交流侧低压断路器QF1和整流变压器（1）一个的阀侧绕组相连，所述逆变器（22）的直流侧通过直流侧接触器KM1和直流牵引网的直流母线相连，所述隔离变压器（21）的次边绕组相位和整流变压器（1）的阀侧绕组相位一致，能馈方法的步骤包括：
1）在列车处于运行状态下，城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统处于热待机状态，双线圈接入式能馈装置（2）和整流单元（3）停止工作，当列车牵引启动时，跳转执行步骤2）；当列车制动时，跳转执行步骤3）；
2）通过整流变压器（1）、整流单元（3）从中压交流电网取流注入直流牵引网为列车牵引启动提供牵引电流，直流母线电压从空载电压随着电流变大而逐渐降低，该直流母线电压远低于双线圈接入式能馈装置（2）的启动电压，使得双线圈接入式能馈装置（2）保持关闭；当直流牵引网的直流母线电压恢复正常时，整流单元（3）停止工作，返回步骤1）；
3）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元（3）的空载电压时，所述整流单元（3）反向截止 使得整流单元（3）停止工作；当直流牵引网的直流母线电压上升达到双线圈接入式能馈装置（2）的启动门槛值时，双线圈接入式能馈装置（2）启动，通过双线圈接入式能馈装置（2）、整流变压器（1）将列车制动能量回馈到中压交流电网；判断是否达到双线圈接入式能馈装置（2）的停止条件，当达到双线圈接入式能馈装置（2）的停止条件时，双线圈接入式能馈装置（2）停止工作，返回步骤1）；
所述步骤3）的详细步骤包括：
3.1）初始化设置启动门槛电压Uq、电流变化斜率预设值以及启动门槛电压Uq与停止门槛电压之间Ut设置滞环值；
3.2）列车制动能量引起直流牵引网的直流母线电压上升，当直流母线电压超过整流单元（3）的空载电压时，所述整流单元（3）反向截止 使得整流单元（3）停止工作；
3.3）当直流母线电压超过启动门槛电压Uq、停止门槛电压之间Ut时，双线圈接入式能馈装置（2）启动，通过双线圈接入式能馈装置（2）、整流变压器（1）将列车制动能量回馈到中压交流电网，将直流母线电压稳定在电网电压稳压值Us，该电网电压稳压值Us小于启动门槛电压Uq，设置停止门槛电压Ut为比电网电压稳压值Us减去滞环值的差值更小的某一电压值；
3.4）判断直流牵引网的直流母线电压是否回落达到双线圈接入式能馈装置（2）的停止门槛电压Ut，当达到双线圈接入式能馈装置（2）的停止门槛电压Ut时，跳转执行步骤3.5）；
3.5）判断直流牵引网的电流变化斜率是否小于电流变化斜率预设值，如果小于电流变化斜率预设值，则判定为达到双线圈接入式能馈装置（2）的停止条件，双线圈接入式能馈装置（2）停止工作，返回步骤1）；否则跳转执行步骤3.4）。
2.根据权利要求1所述城轨供电系统双线圈接入式中压能馈系统的能馈方法，其特征在于，所述步骤3）中通过双线圈接入式能馈装置（2）、整流变压器（1）将列车制动能量回馈到中压交流电网时，对双线圈接入式能馈装置（2）采用三角载波移相技术生成对双线圈接入式能馈装置（2）的SVPWM调制波形，详细步骤包括：对三角载波进行360º/2的相位移相得到2路移相三角载波波形，在将2路移相三角载波波形分别和正弦调制波生成用于控制两重能馈支路中逆变器（22）的SVPWM调制波形，一路SVPWM调制波形用于控制一个逆变器（22），使得两重能馈支路的谐波电流相位相差180º。
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