CN106505589B - 一种抑制车网低频振荡的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制车网低频振荡的方法及系统，包括将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'；依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)″；将第二初始调制信号u_ab(t)″与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。本发明有效地抑制车网系统低频振荡的发生，不会增加硬件成本，没有额外投入。

Description

一种抑制车网低频振荡的方法及系统

技术领域

本发明涉及电力机车技术领域，特别是涉及一种抑制车网低频振荡的方法及系统。

背景技术

车网系统包括接触网和机车，机车包括网侧整流器、为网侧整流器提供调制信号u_ab(t)的PWM发生器、牵引逆变器和辅助逆变器，现有技术中，电力机车升弓后，网(接触网)压、网流侧会出现振荡，网侧整流器输出的直流电压也会出现振荡，这种现象也称为车网低频振荡。车网低频振荡现象在我国的多个路局都存在，后通过分析发现实际发生的几次低频振荡事故均与接入接触网的机车数目、运行状态都有关系，其共同点是接入的机车都为静止空载状态，牵引逆变器没有工作，仅有辅助逆变器通过网侧整流器供电；机车数量较少时，不会发生低频振荡现象，当接入空载机车的数量增加时，车网系统有可能进入低频振荡状态，网压和网流呈现低频波动，机车的直流电压也有振荡。可见，机车负载越轻，车网系统的阻尼越低，车网系统的稳定性就越差，越容易发生振荡。

从行车安全方面来说，车网低频振荡会导致大量的机车牵引封锁无法正常启动，甚至在车网耦合振荡过程中会出现电压电流波动较大的现象，当电压电流过高时，在机车上会导致高压设备绝缘损坏、电压互感器击穿等事故,在接触网上会导致接触网烧毁、补偿电容器组爆炸等事故。

目前对于车网低频振荡的抑制主要是通过调度及车辆运行组织方面的措施，避免在同一个供电区间包含多个空载机车，或是通过修改网侧整流器电压控制环节比例系数的方式，来提高牵引供电系统的运行稳定性。但是这些抑制措施都是被动的，效果不是非常理想。另外，还有利用在变电所增加SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)，来改变接触网的阻抗特性，来抑制系统振荡的发生，该方法有一定的效果，但是要增加额外的投入，成本高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制车网低频振荡的方法，能够有效抑制车网系统的低频振荡，提高了车网系统的稳定性，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好；本发明的另一目的是提供一种抑制车网低频振荡的系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制车网低频振荡的方法，包括：

获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

依据所述网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据所述u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，

u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将所述差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

优选地，所述将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I^* _q的过程具体为：

将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；

对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。

优选地，所述依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”的过程具体为：

将所述直流侧输出电压给定值U_d ^*与所述直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

将所述网侧电压瞬时值u_N(t)与所述阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，优选地，该方法还包括：

依据所述网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述u_ab(t)，其中，

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种抑制车网低频振荡的系统，包括：

参数获取单元，用于获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

网侧无功电流给定值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

第一初始调制信号计算单元，用于依据所述网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据所述u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

第二初始调制信号计算单元，用于依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

最终调制信号计算单元，用于将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将所述差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

优选地，所述网侧无功电流给定值计算单元包括：

第一差值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

第二差值计算单元，用于对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；

网侧无功电流给定值计算子单元，用于对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。

优选地，所述第二初始调制信号计算单元包括：

网侧有功电流给定值的幅值计算单元，用于将所述直流侧输出电压给定值U_d ^*与所述直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

给定电流有功分量计算单元，用于依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

网侧有功电流给定值计算单元，用于将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

阻抗压降计算单元，用于依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

第二初始调制信号计算子单元，用于将所述网侧电压瞬时值u_N(t)与所述阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，

优选地，该系统还包括：

网侧电流的幅值计算单元，用于依据所述网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

第三初始调制信号计算单元，用于依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

最终调制信号计算子单元，用于将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述u_ab(t)，其中，

本发明提供了一种抑制车网低频振荡的方法及系统，包括获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

可见，本发明在机车网侧整流器的控制环节中，主动加入无功电流控制环节，从而使得网压滞后网流并处于低谷时，增大电流的无功分量，使得机车增加容性电流的吸收；网压超前网流并处于峰值时，减小电流的无功分量，使机车增加感性电流的吸收，有效地抑制车网系统低频振荡的发生，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种抑制车网低频振荡的方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的一种引入了无功电流控制的机车网侧整流器的瞬态电流控制原理图；

图3为本发明提供的一种抑制车网低频振荡的系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种抑制车网低频振荡的方法，能够有效抑制车网系统的低频振荡，提高了车网系统的稳定性，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好；本发明的另一核心是提供一种抑制车网低频振荡的系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种抑制车网低频振荡的方法的过程的流程图，该方法包括：

步骤S101：获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

步骤S102：将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

作为优选地，将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q的过程具体为：

将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

对第一差值进行滤波，得到第二差值；

对第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。

具体地，请参照图2，图2为本发明提供的一种引入了无功电流控制的机车网侧整流器的瞬态电流控制原理图。

本申请在瞬态电路控制中加入了无功电流控制环节(图中虚线框部分)，输入的是网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N，输出的是网侧无功电流给定值I^* _q，无功电流控制环节包括滤波器和PI调节(包括限幅环节)，其中，滤波器的传递函数为调节器及其包括的限幅环节是为了保证无功电流的调整足够影响电压大小且不会过大。

在机车网侧整流器的控制中加入无功电流控制环节后，对网侧电压振荡有一定的抑制作用，网侧整流器本身可以发出或者吸收无功，利用这一特性，对线路上阻抗元件容量的吸收和释放能起到补偿的作用。本申请的原理是使机车输出无功电流跟随网压的变化趋势而变化，破坏振荡的电压电流相位关系，避免机车与接触网之间出现低频振荡的情形。无功电流控制环节加入后，能有效的抑制车网低频振荡，系统稳定性大大提高。

步骤S103：依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，

u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

这里的ωt为网侧电压的相位，由网侧电压瞬时值经过PLL得到。

可以理解的是，在得到网侧无功电流给定值I^* _q后，依据网侧无功电流给定值I^* _q得到无功电流控制调整电压。

步骤S104：依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

作为优选地，依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”的过程具体为：

将直流侧输出电压给定值U_d ^*与直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

将网侧有功电流给定值的幅值以及给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

依据网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

将网侧电压瞬时值u_N(t)与阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，

具体地，请参照图2，电压外环采用PI控制器，通过将直流侧输出电压U_d与其给定值的偏差信号进行PI调节，得到网侧有功电流给定值的幅值为减轻电压外环PI调节器的负荷，改善PI调节器的动态响应，用直流侧输出功率除以网侧电压有效值来计算给定电流有功分量并将它和相加，共同作为网侧有功电流给定值牵引工况下，整流器控制电路所得的网侧电流与网压同相位，对电流内环由于其主要目的就是在确保稳定条件下，加速电流响应。

步骤S105：将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

具体地，

作为优选地，该方法还包括：

依据网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

依据网侧电流的幅值网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为u_ab(t)，其中，

本申请还引入了网侧输出电流偏差反馈，相当于考虑输出电流误差所带来的电压偏差，用于对输出进行修正，从而获得调制信号u_ab(t)，这样可以减小稳态控制中直流侧电压稳定慢、动态响应差、对系统参数变化不能很快做出调整等缺点。

本发明提供了一种抑制车网低频振荡的方法，包括获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

可见，本发明在机车网侧整流器的控制环节中，主动加入无功电流控制环节，从而使得网压滞后网流并处于低谷时，增大电流的无功分量，使得机车增加容性电流的吸收；网压超前网流并处于峰值时，减小电流的无功分量，使机车增加感性电流的吸收，有效地抑制车网系统低频振荡的发生，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好。

请参照图3，图3为本发明提供的一种抑制车网低频振荡的系统的结构示意图，该系统包括：

参数获取单元1，用于获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

网侧无功电流给定值计算单元2，用于将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

作为优选地，网侧无功电流给定值计算单元2包括：

第一差值计算单元，用于将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

第二差值计算单元，用于对第一差值进行滤波，得到第二差值；

网侧无功电流给定值计算子单元，用于对第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。

第一初始调制信号计算单元3，用于依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号

u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

第二初始调制信号计算单元4，用于依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

作为优选地，第二初始调制信号计算单元4包括：

网侧有功电流给定值的幅值计算单元，用于将直流侧输出电压给定值U_d ^*与直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

给定电流有功分量计算单元，用于依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

网侧有功电流给定值计算单元，用于将网侧有功电流给定值的幅值以及给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

阻抗压降计算单元，用于依据网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

第二初始调制信号计算子单元，用于将网侧电压瞬时值u_N(t)与阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，

最终调制信号计算单元5，用于将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

作为优选地，该系统还包括：

网侧电流的幅值计算单元，用于依据网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

第三初始调制信号计算单元，用于依据网侧电流的幅值网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

最终调制信号计算子单元，用于将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为u_ab(t)，其中，

对于本发明提供的抑制车网低频振荡的系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，根据实际情况来定。

本发明提供了一种抑制车网低频振荡的系统，包括获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；将网压幅值给定值U^* _N与网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；依据网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；依据直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；将第二初始调制信号u_ab(t)”与第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号。

可见，本发明在机车网侧整流器的控制环节中，主动加入无功电流控制环节，从而使得网压滞后网流并处于低谷时，增大电流的无功分量，使得机车增加容性电流的吸收；网压超前网流并处于峰值时，减小电流的无功分量，使机车增加感性电流的吸收，有效地抑制车网系统低频振荡的发生，不会增加硬件成本，没有额外投入，且效果也更好。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，包括：

获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

依据所述网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据所述u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将所述差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号；

所述依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”的过程具体为：

将所述直流侧输出电压给定值U_d ^*与所述直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

将所述网侧电压瞬时值u_N(t)与所述阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，

该方法还包括：

依据所述网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述u_ab(t)，其中，

2.如权利要求1所述的抑制车网低频振荡的方法，其特征在于，所述将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据所述差值得到网侧无功电流给定值I^* _q的过程具体为：

将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；

对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。

3.一种抑制车网低频振荡的系统，其特征在于，包括：

参数获取单元，用于获取网侧电压瞬时值u_N(t)、网压幅值给定值U^* _N、网压幅值U_N、网侧电流瞬时值i_N(t)、直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N；

网侧无功电流给定值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，并依据差值得到网侧无功电流给定值I^* _q；

第一初始调制信号计算单元，用于依据所述网侧无功电流给定值I^* _q、网侧滤波电感值L_N、网侧等效电阻值R_N以及依据所述u_N(t)得到的网侧电压相位ωt得到无功电流控制调整电压，并将所述无功电流控制调整电压作为第一初始调制信号u_ab(t)'，其中，u_ab(t)'＝I^* _q(R_Ncosωt-ωL_Nsinωt)；

第二初始调制信号计算单元，用于依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电压给定值U_d ^*、直流侧输出电流I_d、网压幅值U_N、网侧电压瞬时值u_N(t)、网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到第二初始调制信号u_ab(t)”；

最终调制信号计算单元，用于将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到差值u_ab(t)，其中，u_ab(t)＝u_ab(t)”-u_ab(t)'，并将所述差值u_ab(t)作为输出PWM信号至网侧整流器的PWM发生器的调制信号；

所述第二初始调制信号计算单元包括：

网侧有功电流给定值的幅值计算单元，用于将所述直流侧输出电压给定值U_d ^*与所述直流侧输出电压U_d进行做差处理，并将其差值经过第二PI处理得到网侧有功电流给定值的幅值

给定电流有功分量计算单元，用于依据所述直流侧输出电压U_d、直流侧输出电流I_d以及网侧电压有效值得到给定电流有功分量

网侧有功电流给定值计算单元，用于将所述网侧有功电流给定值的幅值以及所述给定电流有功分量进行相加处理，并将和作为网侧有功电流给定值

阻抗压降计算单元，用于依据所述网侧电流给定值网侧滤波电感值L_N以及网侧等效电阻值R_N得到阻抗压降u_Z(t)，其中，

第二初始调制信号计算子单元，用于将所述网侧电压瞬时值u_N(t)与所述阻抗压降u_Z(t)进行做差处理，其差值作为所述第二初始调制信号u_ab(t)”，其中，

该系统还包括：

网侧电流的幅值计算单元，用于依据所述网侧无功电流给定值I^* _q以及网侧有功电流给定值得到网侧电流的幅值其中，

第三初始调制信号计算单元，用于依据所述网侧电流的幅值所述网侧电流瞬时值i_N(t)以及电流环比例系数得到网侧输出电流偏差电压，并将所述电流偏差电压作为第三初始调制信号u_ab(t)”'，其中，

最终调制信号计算子单元，用于将所述第二初始调制信号u_ab(t)”与所述第一初始调制信号u_ab(t)'进行做差处理得到的差值与所述第三初始调制信号u_ab(t)”'进行做差处理，得到的差值作为所述u_ab(t)，其中，

4.如权利要求3所述的抑制车网低频振荡的系统，其特征在于，所述网侧无功电流给定值计算单元包括：

第一差值计算单元，用于将所述网压幅值给定值U^* _N与所述网压幅值U_N进行做差处理，得到第一差值；

第二差值计算单元，用于对所述第一差值进行滤波，得到第二差值；

网侧无功电流给定值计算子单元，用于对所述第二差值进第一PI处理，得到网侧无功电流给定值I^* _q。