CN114079291B - 双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备 - Google Patents
双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备 Download PDFInfo
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Abstract
本说明书一个或多个实施例提供一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备；所述方法为双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态，并根据双向变流器与牵引整流器构成的并联支路的输出总功率特性，使双向变流器在上述各工作状态间进行切换，在保证系统运行平稳的同时，灵活调整并联支路功率分配，防止环流，保证双向变流器工作模式平稳切换。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及地铁列车牵引控制技术领域，尤其涉及一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备。
背景技术
城市轨道交通中采用多脉波牵引整流器(后简称为牵引整流器)给列车供能。牵引整流器为二极管整流，只能实现能量从输电的交流网到为地铁列车供电的直流网的单向传输。地铁列车制动时，动能转化为电能馈入直流网，造成网压上升，只能通过制动电阻或机械制动等手段消耗掉。目前轨交领域开始采用双向变流器将制动能量以逆变回馈的方式馈入交流网，具有低碳节能绿色环保等突出优势，是未来地铁技术发展的方向。双向变流器属于PWM整流器，能量可以双向传输。当地铁列车牵引时，双向变流器可以承担牵引整流器的部分职责，将交流电整流成直流电给地铁列车供电，从而保证直流网电压不会大幅度跌落，提高供电效率。
然而，当双向变流器与牵引整流器并联工作时，二者的功率分配问题会影响整个系统运行平稳。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法，所述双向变流器与所述牵引整流器并联设置于交流网和直流网之间，以构成并联支路；所述双向变流器具有恒功率模式、恒压模式和电压下垂跟踪模式；所述并联支路的总功率为P，所述双向变流器的额定功率为PN，所述牵引整流器的额定功率为P2N；
所述双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；
在所述第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且所述双向变流器运行于所述电压下垂跟踪模式；
在所述第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且所述双向变流器运行于所述恒压模式；
在所述第三工作状态下，P＜-PN，且所述双向变流器运行于所述恒功率模式；
所述控制方法，包括：
当P下降至小于A*PN时，使所述双向变流器由所述第一工作状态切换至所述第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]；
当P上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至低于所述牵引整流器的空载电压时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第一工作状态；
当所述并联支路向所述交流网回馈的功率上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压上升至预设的回馈电压阈值时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第三工作状态；
当所述并联支路向所述交流网回馈的功率下降，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至所述双向变流器的稳压值时，使所述双向变流器由所述第三工作状态切换至所述第二工作状态。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制装置，所述双向变流器与所述牵引整流器并联设置于交流网和直流网之间，以构成并联支路；所述双向变流器具有恒功率模式、恒压模式和电压下垂跟踪模式；所述并联支路的总功率为P，所述双向变流器的额定功率为PN，所述牵引整流器的额定功率为P2N；
所述双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；
在所述第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且所述双向变流器运行于所述电压下垂跟踪模式；
在所述第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且所述双向变流器运行于所述恒压模式；
在所述第三工作状态下，P＜-PN，且所述双向变流器运行于所述恒功率模式；
所述装置，包括：
第一控制模块，被配置为当P下降至小于A*PN时，使所述双向变流器由所述第一工作状态切换至所述第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]；
第二控制模块，被配置为当P上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至低于所述牵引整流器的空载电压时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第一工作状态；
第三控制模块，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压上升至预设的回馈电压阈值时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第三工作状态；
第四控制模块，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率下降，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至所述双向变流器的稳压值时，使所述双向变流器由所述第三工作状态切换至所述第二工作状态。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述的方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法及相关设备，根据双向变流器与牵引整流器构成的并联支路的输出总功率特性，使双向变流器采用不同的工作状态及相应的切换策略，在保证系统运行平稳的同时，灵活调整并联支路功率分配，防止环流，保证双向变流器工作模式平稳切换。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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说明书一个或多个实施例，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为本说明书一个或多个实施例中的并联支路拓扑图；
图2为本说明书一个或多个实施例的双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例中相连牵引变电站的拓扑图；
图4为本说明书一个或多个实施例的双向变流器与牵引整流器的并联协同控制装置结构示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
如背景技术部分所述，现有的技术中，当双向变流器与牵引整流器并联工作时，会存在系统运行不平稳的问题。在实现本申请的过程中，申请人发现上述现有技术存在的问题，其关键在于双向变流器和牵引整流器同时向直流网传输功率时，该如何确定两条支路的功率分配策略。现有技术中，常让双向变流器通过下垂控制策略运行在电压下垂跟踪模式让并联支路实现均流，并假定双向变流器容量足够大(或与牵引整流器一致)，并联支路电流在全工作范围内完全一致。但实际工程中，双向变流器的容量往往小于牵引整流器的容量，无法满足上述假设，这就需要考虑双向变流器到达额定功率后的并联运行策略。此外，双向变流器将地铁列车制动功率从直流网回馈至交流网时，牵引整流器可能会同时开启，将能量从交流网传输至直流网，造成功率环流。当双向变流器的工作模式切换时，其输出功率的变化，会导致双向变流器的工作模式的错误切换，导致陷入循环产生震荡。
针对于上述问题，本说明书一个或多个实施例提供了一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方案，根据双向变流器与牵引整流器构成的并联支路的输出总功率特性，使双向变流器采用不同的工作状态及相应的切换策略，在保证系统运行平稳的同时，灵活调整并联支路功率分配，防止环流，保证双向变流器工作模式平稳切换。
以下，通过具体的实施例进一步详细说明本申请的方案。
首先，本说明书一个或多个实施例提供了一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法。该控制方法应用于并联设置于交流网和直流网之间的双向变流器与所述牵引整流器构成的并联支路，该并联支路的拓扑结构参考图1所示。图1中，圆圈代表单相桥或者是三相桥，不同圆圈代表这些桥臂间通过电磁关系互相耦合，不同桥臂间电气隔离。对于牵引整流器一侧，每个圆圈代表一个三相桥臂，分别是上方单输入桥臂，下方两个输出三相桥臂。该拓扑两个输出三相桥臂接法不同，在输出桥臂间引入错相，获得多脉波输出电压，从而牵引整流器能够输出更平稳的直流电压。该变压器也称为24脉波整流器。对于双向变流器一侧，可采用单相变压器或三相变压器，实际工程中多采用单相变压器将双向变流器的单相交流端接入三相牵引变压器输出三相桥臂的一相，以此复用三相牵引变压器。
其中，在双向变流器与牵引整流器的并联工作时，双向变流器具有以下三种既有的工作模式：
恒压模式：双向变流器控制直流网电压，若双向变流器输出功率小于额定功率，直流网压保持稳定。
电压下垂跟踪模式：双向变流器采用下垂控制策略，按牵引整流器外特性来设置稳压值，自身模拟成牵引整流器。双向变流器当输出功率未达到额定功率时且直流网电压低于1600V时，以牵引整流器的输出电压下垂曲线作为双向变流器的直流电压指令值，向直流网输出功率；通过设置不同下垂电压，分配牵引整流器和双向变流器的输出功率。
恒功率模式：双向变流器功率达到额定功率，无法再增加功率输出，双向变流器通过控制自身输出电流保证输出功率为额定功率。
在电压下垂跟踪模式和恒功率模式时，直流网的网压由牵引整流器的输出特性和负载共同决定。
本实施例中，基于上述双向变流器的既有工作模式，并根据并联支路的总功率，为双向变流器设置不同的工作状态。此外，为更加清楚简单的表示，进行以下定义：并联支路的总功率(即并联支路传输给负荷的功率)为P；双向变流器的额定功率为PN；牵引整流器的额定功率为P2N；双向变流器的稳压值为USS；牵引整流器的空载电压为U0；预设的回馈电压为UFB。
具体的，为双向变流器设置的工作状态包括：
第一工作状态：在第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且双向变流器运行于电压下垂跟踪模式。通过选择不同的下垂电压灵活调节双向变流器的输出功率，但不能超过其额定功率。
此时，直流网的电压由牵引整流器外特性决定，因为负荷功率没有超过牵引整流器和双向变流器容量总和，因此可以在牵引整流器的输出电压下垂曲线上灵活选取直流网的直流输出电压。在第一工作状态下，双向变流器负责主要牵引功率输出，牵引整流器负责辅助牵引功率输出。由于牵引整流器输出功率越大，直流端口(并联支路与直流网之间的端口)的电压越低。牵引整流器输出功率较小，直流端口的电压能够维持在较高的水平，对应较小的线损。
第二工作状态：在第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且双向变流器运行于恒压模式。
此时，牵引整流器截止，所有能量由双向变流器传输，且较高的直流电压对应较小的线损。
第三工作状态：在第三工作状态下，P＜-PN，且双向变流器运行于所述恒功率模式。
此时，牵引整流器截止，所有能量由双向变流器传输。由于回馈能量大于双向变流额定功率，直流端口的电压会上升。当直流端口电压上升至规定上限时，开启相应的电阻或机械制动装置。其中，回馈能量，是指当地铁列车刹车制动时，电机将动能转化为电能回馈入电网，此时地铁列车特性类似电源，其向电网回馈入的能量为回馈能量，也称为制动能量。电阻或机械制动装置，是指将电网中消耗不掉的能量转化为热能或其他形式能量消耗掉的制动装置，避免电网电压过高影响设备正常运行。
第四工作状态：在所述第四工作状态下，P≥P2N+PN，且双向变流器工作在所述恒功率模式。
此时，直流网电压由牵引整流器外特性决定，此时负荷功率需求较大，双向变流器已经失去电压支撑功能，双向变流器按其额定功率输出能量。
本实施例中，基于上述的为双向变流器设置的各工作状态，给出对于双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法，包括：
第一工作状态——>第二工作状态：
此时并联支路的总功率P下降，为避免功率波动导致工作模式频繁切换，增加一个滞环控制。当P下降至小于A*PN时，使双向变流器由第一工作状态切换至第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]。根据具体的实施需要，A的值可以在上述取值范围内灵活选取。例如，可以选择A为0.8，即当P下降至小于0.8PN时，使双向变流器由第一工作状态切换至第二工作状态。
第二工作状态——>第一工作状态：
此时并联支路的总功率P上升，由于P超过双向变流器的额定功率，直流端口电压无法稳定在稳压值USS，电压下降。当直流端口电压低于牵引整流器的空载电压U0时，使双向变流器由第二工作状态切换至第一工作状态。
第二工作状态——>第三工作状态：
此时地铁列车通过并联支路向交流网回馈能量，回馈的功率上升，由于回馈能量的影响，直流端口电压无法稳定在稳压值USS，电压上升。当直流端口电压上升至预设的回馈电压阈值UFB时，使双向变流器由第二工作状态切换至第三工作状态。
通过预设的回馈电压阈值UFB，使稳压值USS与回馈电压阈值UFB之间的电压区间，能保证地铁列车点刹时产生的制动能量有足够的缓冲，不会引起工作状态的错误切换。其中，回馈电压阈值UFB的取值范围为[1750V-2000V]，可以根据具体的实施需要灵活选取。
第三工作状态——>第二工作状态：
此时地铁列车通过并联支路向交流网回馈能量，回馈的功率下降，直流端口电压无法稳定在回馈电压阈值UFB，电压下降。当直流端口电压降至稳压值USS时，使双向变流器由第三工作状态切换至第二工作状态。
第一工作状态<——>第四工作状态：
在第一工作状态和第四工作状态之间的切换，无需额外的切换策略，仅需要根据根据P、P2N、PN之间的关系，相应的进行切换即可。
由上述实施例可见，所述的双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法，根据并联支路输出总功率特性，双向变流器采用不同的工作状态和相应的切换策略，在保证系统运行平稳的同时，灵活调整并联支路功率分配，适合各种容量的双向变流器和牵引整流器的并联组合，适合实际应用。此外，任一的工作状态下，双向变流器与并联支路的功率输出方向均是一致的，不会出现并联环流。双向变流器的工作模式能够平稳切换，最大程度减小了因负荷波动引发的工作模式震荡。
在交流网和直流网之间包括连续设置的多个牵引变电站，每个牵引变电站均设置有前述实施例所述的由双向变流器与牵引整流器构成的并联支路。然而，单个牵引变电站的峰值容量有限，考虑成本和装置利用率等因素，设计双向变流器时其容量不能任意增大，因此其功率过载能力小于牵引整流器的过载能力，使得双向变流器的利用率不足，也限制了直流网的供电能力。
针对于上述问题，在前述所述的控制方法的基础上，本说明书一个或多个实施例还提供了相邻牵引变电站之间的协同策略。对于任一牵引变电站来说，若其相邻的牵引变电站内的双向变流器输出功率达到额定功率时，使得该任一牵引变电站内的双向变流器调整自身工作状态来改变功率分配，从而实现相邻牵引变电站之间的功率协同。
本实施例中，第一牵引变电站和第二牵引变电站为交流网和直流网之间相邻的两个引变电站。其中，第一牵引变电站内的双向变流器的输出功率为PA，第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率为PB。本实施例中，第二牵引变电站内的双向变流器达到了额定功率，相应的调节第一牵引变电站内的双向变流器的工作状态，具体包括：
当PB＝PN时；
若第一牵引变电站内的双向变流器处于第一工作状态，则根据第一牵引变电站内的所述牵引整流器的电压下垂曲线，在电压下垂曲线上选择更高的下垂电压，增大PA；
若第一牵引变电站内的双向变流器处于第二工作状态，则根据第一牵引变电站内的所述牵引整流器的电压下垂曲线，增大PA，且使第一牵引变电站内的双向变流器增大其稳压值USS。此时，U0<USS<UFB。
当PB＝-PN时；
若第一牵引变电站内的双向变流器处于第二工作状态，则使第一牵引变电站内的双向变流器减小其稳压值USS。此时，U0<USS<UFB。通过上述调整实现：在PA>0时，减小双向变流器的输出功率，促进地铁列车对回馈能量的吸收；在PA<0时，增加双向变流器吸收的回馈功率。
进一步的，若第一牵引变电站两侧相邻的两个第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率分别为PN和-PN，则按照输出功率为-PN的第二牵引变电站来控制第一牵引变电站内的所述双向变流器。从双向变流器与牵引整流器的功能来看，牵引功率可以靠牵引整流器分担，而回馈功率只有双向变流器承担。为了保证整个牵引供电系统稳定运行，需要优先按进行回馈的牵引变电站来执行实施相邻站之间的协同策略。
由上述实施例可见，上述的相邻牵引变电站之间的协同策略，可以实现相邻牵引变电站之间的功率分配，在确保满足负荷最大功率需求的前提下，减少双向变流器的峰值容量，提高双向变流器的利用率，且能够全面改善直流网的性能，保证直流网的网压尽可能稳定，且网压波动最小。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制装置，所述双向变流器与所述牵引整流器并联设置于交流网和直流网之间，以构成并联支路；所述双向变流器具有恒功率模式、恒压模式和电压下垂跟踪模式；所述并联支路的总功率为P，所述双向变流器的额定功率为PN，所述牵引整流器的额定功率为P2N；
所述双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；
在所述第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且所述双向变流器运行于所述电压下垂跟踪模式；
在所述第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且所述双向变流器运行于所述恒压模式；
在所述第三工作状态下，P＜-PN，且所述双向变流器运行于所述恒功率模式；
参考图4，所述装置，包括：
第一控制模块401，被配置为当P下降至小于A*PN时，使所述双向变流器由所述第一工作状态切换至所述第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]；
第二控制模块402，被配置为当P上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至低于所述牵引整流器的空载电压时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第一工作状态；
第三控制模块403，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压上升至预设的回馈电压阈值时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第三工作状态；
第四控制模块404，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率下降，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至所述双向变流器的稳压值时，使所述双向变流器由所述第三工作状态切换至所述第二工作状态。
在一个可选的实施例中，所述装置，还包括：
第五控制模块405，被配置为根据P、P2N、PN之间的关系，使所述双向变流器在第一工作状态与所述第四工作状态间相应的切换。
在一个可选的实施例中，所述双向变流器和所述牵引整流器均属于第一牵引变电站，且所述双向变流器的输出功率为PA；与所述第一牵引变电站相邻的第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率为PB；
所述装置，还包括：
第六控制模块406，被配置为当PB＝PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第一工作状态，则根据所述第一牵引变电站内的所述牵引整流器的电压下垂曲线，增大PA；若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则增大PA，且使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器增大其稳压值；当PB＝-PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器减小其稳压值。
其中，若所述第一牵引变电站两侧相邻的两个所述第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率PB分别为PN和-PN，则通过所述第七控制模块控制所述第一牵引变电站内的所述双向变流器。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一实施例所述的方法。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制方法，所述双向变流器与所述牵引整流器并联设置于交流网和直流网之间，以构成并联支路；所述双向变流器具有恒功率模式、恒压模式和电压下垂跟踪模式；所述并联支路的总功率为P，所述双向变流器的额定功率为PN，所述牵引整流器的额定功率为P2N；其特征在于，
所述双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；
在所述第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且所述双向变流器运行于所述电压下垂跟踪模式；
在所述第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且所述双向变流器运行于所述恒压模式；
在所述第三工作状态下，P＜-PN，且所述双向变流器运行于所述恒功率模式；
所述控制方法，包括：
当P下降至小于A*PN时，使所述双向变流器由所述第一工作状态切换至所述第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]；
当P上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至低于所述牵引整流器的空载电压时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第一工作状态；
当所述并联支路向所述交流网回馈的功率上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压上升至预设的回馈电压阈值时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第三工作状态；
当所述并联支路向所述交流网回馈的功率下降，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至所述双向变流器的稳压值时，使所述双向变流器由所述第三工作状态切换至所述第二工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双向变流器还设置有第四工作状态；在所述第四工作状态下，P≥(P2N+PN)，且所述双向变流器工作在所述恒功率模式；
所述控制方法，还包括：根据P、P2N、PN之间的关系，使所述双向变流器在第一工作状态与所述第四工作状态间相应的切换。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回馈电压阈值的取值范围为[1750V-2000V]。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双向变流器和所述牵引整流器均属于第一牵引变电站，且所述双向变流器的输出功率为PA；与所述第一牵引变电站相邻的第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率为PB；
所述控制方法，还包括：
当PB＝PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第一工作状态，则根据所述第一牵引变电站内的所述牵引整流器的电压下垂曲线，增大PA；若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则增大PA，且使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器增大其稳压值；
当PB＝-PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器减小其稳压值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制方法，还包括：
若所述第一牵引变电站两侧相邻的两个所述第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率PB分别为PN和-PN，则按照当PB＝-PN来控制所述第一牵引变电站内的所述双向变流器。
6.一种双向变流器与牵引整流器的并联协同控制装置，所述双向变流器与所述牵引整流器并联设置于交流网和直流网之间，以构成并联支路；所述双向变流器具有恒功率模式、恒压模式和电压下垂跟踪模式；所述并联支路的总功率为P，所述双向变流器的额定功率为PN，所述牵引整流器的额定功率为P2N；其特征在于，
所述双向变流器设置有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；
在所述第一工作状态下，PN≤P＜(P2N+PN)，且所述双向变流器运行于所述电压下垂跟踪模式；
在所述第二工作状态下，-PN≤P＜PN，且所述双向变流器运行于所述恒压模式；
在所述第三工作状态下，P＜-PN，且所述双向变流器运行于所述恒功率模式；
所述装置，包括：
第一控制模块，被配置为当P下降至小于A*PN时，使所述双向变流器由所述第一工作状态切换至所述第二工作状态；其中，A的取值范围为[0.7-0.9]；
第二控制模块，被配置为当P上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至低于所述牵引整流器的空载电压时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第一工作状态；
第三控制模块，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率上升，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压上升至预设的回馈电压阈值时，使所述双向变流器由所述第二工作状态切换至所述第三工作状态；
第四控制模块，被配置为当所述并联支路向所述交流网回馈的功率下降，且所述并联支路与所述直流网之间的端口电压下降至所述双向变流器的稳压值时，使所述双向变流器由所述第三工作状态切换至所述第二工作状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述双向变流器还设置有第四工作状态；在所述第四工作状态下，P≥(P2N+PN)，且所述双向变流器工作在所述恒功率模式；
所述装置，还包括：
第五控制模块，被配置为根据P、P2N、PN之间的关系，使所述双向变流器在第一工作状态与所述第四工作状态间相应的切换。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述双向变流器和所述牵引整流器均属于第一牵引变电站，且所述双向变流器的输出功率为PA；与所述第一牵引变电站相邻的第二牵引变电站内的双向变流器的输出功率为PB；
所述装置，还包括：
第六控制模块，被配置为当PB＝PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第一工作状态，则根据所述第一牵引变电站内的所述牵引整流器的电压下垂曲线，增大PA；若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则增大PA，且使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器增大其稳压值；当PB＝-PN时，若所述第一牵引变电站内的所述双向变流器处于所述第二工作状态，则使所述第一牵引变电站内的所述双向变流器减小其稳压值。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任意一项所述的方法。
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