JP7165815B2 - Ｅｍｕの並列補助コンバータ用の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法 - Google Patents
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Description
本願は、ＥＭＵ（電車）のコンバータネットワーキングの技術分野、特にＥＭＵ（電車）の並列補助コンバータ用の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法に関する。
現在、中国でバッチで使用されているＣＲＨ１／ＣＲＨ３ ＥＭＵと、新しく開発された中国の規格のＥＭＵは、補助コンバータの並列出力の冗長性戦略を採用している。ＥＭＵの補助コンバータの並列出力の要件は、最初に並列ネットワーキングを完了してから、負荷をロードすることである。
１）ネットワーク通常モード
ネットワーキング戦略は次の通りである。１つの補助コンバータが第１補助コンバータとしてネットワークによって誘導および制御され、出力コンタクタが閉じられ、バスの三相電力が確立され、次いで他の補助コンバータがネットワークによって誘導されて順にＡＣバスに接続する。すなわち、最初に、第１補助コンバータが確立され、次に、非第１補助コンバータが、ネットワーキングのために順に接続される。
ネットワーキング戦略は次の通りである。１つの補助コンバータが第１補助コンバータとしてネットワークによって誘導および制御され、出力コンタクタが閉じられ、バスの三相電力が確立され、次いで他の補助コンバータがネットワークによって誘導されて順にＡＣバスに接続する。すなわち、最初に、第１補助コンバータが確立され、次に、非第１補助コンバータが、ネットワーキングのために順に接続される。
２）緊急トラクションモード
ＥＭＵの信頼性の高い操作の観点から、新設計のＥＭＵでは、ネットワーク障害が発生した場合でも、ＥＭＵを依然として低速制限で近くの駅まで走らせる必要があることが提案されてきており、それが緊急トラクションモードである。緊急トラクションモードでは、ネットワーク障害に起因して、補助コンバータを誘導して整然としたネットワーキングを完成させることができない。補助コンバータは、ネットワークガイダンスなしで自動ネットワーキングプロセスを独立して完了する必要がある。
ＥＭＵの信頼性の高い操作の観点から、新設計のＥＭＵでは、ネットワーク障害が発生した場合でも、ＥＭＵを依然として低速制限で近くの駅まで走らせる必要があることが提案されてきており、それが緊急トラクションモードである。緊急トラクションモードでは、ネットワーク障害に起因して、補助コンバータを誘導して整然としたネットワーキングを完成させることができない。補助コンバータは、ネットワークガイダンスなしで自動ネットワーキングプロセスを独立して完了する必要がある。
通常モードでは、ＥＭＵのパンタグラフを上昇させた後、電圧はトラクショントランスによって絶縁および降圧され、トラクションコンバータの４象限整流器ユニットに入力されて補助コンバータにＤＣ電圧を供給する。補助コンバータが指定された時間内にネットワーキングを完了できない場合、冷却ユニットの非動作（三相ＡＣ電源なし）およびヒートシンクの過熱によりトラクションコンバータが故障し、パンタグラフは主回路ブレーカを外すように下げられ、ＥＭＵの起動に失敗する。したがって、補助コンバータのセット全体は、列車の三相負荷の全体に電力を供給するために、規定の限られた時間（通常はパンタグラフを上げてから１５秒後）内に、並列ネットワーキングを迅速に完了する必要がある。
緊急時のトラクション中は、ネットワークガイダンスはなく、列車全体が事前に設定された時間内に負荷の搭載を完了する。その時点では、補助コンバータのネットワーキングプロセスはブラインドのスタートと同等である。限られた時間内にネットワーキングを迅速に完了するために、第１補助コンバータの競争がある、つまり、複数の補助コンバータが、第１補助コンバータとして、バスに一緒に接続される。この場合、第１補助コンバータとしてバスに接続されている複数の補助コンバータの出力電圧の振幅と位相に大きな違いがあるため、複数の補助コンバータは整流状態になり、補助的なコンデンサの過電圧または出力の過電流に至る。複数の補助コンバータが障害を報告してネットワークを終了すると、列車全体の負荷が搭載されているため、バスに残っている補助コンバータはまた、残っている補助コンバータの数が少なく、容量が限られているため、負荷の過電流によって停止し（障害のある補助コンバータが再びネットワークに接続されるまでに時間がかか
る）、ＥＭＵの起動に失敗する。
る）、ＥＭＵの起動に失敗する。
要約すると、ＥＭＵの通常の動作では、次のことを確実にするために補助コンバータが必要である。
１）通常モードで、出力の並列ネットワーキングを迅速に完了することができる。
２）緊急トラクションモードで、並列ネットワーキングがネットワークガイダンスなしで迅速かつ自動的に完了することができる。
１）通常モードで、出力の並列ネットワーキングを迅速に完了することができる。
２）緊急トラクションモードで、並列ネットワーキングがネットワークガイダンスなしで迅速かつ自動的に完了することができる。
ＥＭＵの起動プロセスに関する上記の分析を考慮して、本願は、ネットワークが通常通りで確実に完全な自動ネットワーキングである場合に、ネットワークガイダンスなしで、補助コンバータのネットワーキング時間を短縮するために、ＥＭＵの並列補助コンバータの同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略を提案し、補助コンバータが様々な作業条件下で限られた時間内に迅速かつ確実に並列ネットワーキングを完了できることを確実にし、ＥＭＵの信頼性の高い起動と操作を確実にするために、タイムリーかつ信頼性の高い方法で、列車全体に三相ＡＣ電源を提供する。
この目的のために、以下の技術的解決策が本願によって提供される。
ＥＭＵの並列補助コンバータ用の同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略であって、
高速ネットワーキングロジック：高速ネットワーキングロジックにより、補助コンバータがソフトスタート中にネットワークに接続される第１補助コンバータであるかどうかを判断し、そうである場合、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行し、そうでない場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行すること、および
バス高速追跡戦略：非第１補助コンバータが、バス高速追跡戦略によってバス電圧の振幅、位相、および周波数を迅速に追跡し、ネットワーキングを迅速に完了することを含むことを特徴とする、同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略が提供される。
高速ネットワーキングロジック：高速ネットワーキングロジックにより、補助コンバータがソフトスタート中にネットワークに接続される第１補助コンバータであるかどうかを判断し、そうである場合、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行し、そうでない場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行すること、および
バス高速追跡戦略：非第１補助コンバータが、バス高速追跡戦略によってバス電圧の振幅、位相、および周波数を迅速に追跡し、ネットワーキングを迅速に完了することを含むことを特徴とする、同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略が提供される。
好ましくは、高速ネットワーキングロジックは、以下の特定のステップを含む：
ｓｓ１：補助コンバータが出力コンタクタを閉じる前に、バス電圧が第１補助コンバータの設定電圧閾値を超えているかどうかを検出し、そうでない場合、補助コンバータを第１補助コンバータとして認識し、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、すなわち、ステップｓｓ２を実行し、そうである場合、補助コンバータを非第１補助コンバータとして認識し、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、つまりステップｓｓ３を実行するステップ、
ｓｓ２：出力コンタクタの閉鎖フィードバックが検出されるまで、出力コンタクタを閉じるコマンドを送信し、出力コンタクタの閉鎖フィードバックを受信する前に、バス電圧が電圧閾値よりも大きいかどうかを判断し、そうである場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動に切り替え、ステップｓｓ３に移り、そうでない場合は、第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了するステップ、
ｓｓ３：非第１補助コンバータはバス電圧を追跡し、非第１補助コンバータの出力電圧とバス電圧の振幅、周波数、および位相の偏差が、出力コンタクタが閉じる前に設定された偏差範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合、出力コンタクタの閉鎖コマンドを送信して出力コンタクタを閉じ、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了し、そうでない場合はステップｓｓ３を再度実行するステップ。
ｓｓ１：補助コンバータが出力コンタクタを閉じる前に、バス電圧が第１補助コンバータの設定電圧閾値を超えているかどうかを検出し、そうでない場合、補助コンバータを第１補助コンバータとして認識し、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、すなわち、ステップｓｓ２を実行し、そうである場合、補助コンバータを非第１補助コンバータとして認識し、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、つまりステップｓｓ３を実行するステップ、
ｓｓ２：出力コンタクタの閉鎖フィードバックが検出されるまで、出力コンタクタを閉じるコマンドを送信し、出力コンタクタの閉鎖フィードバックを受信する前に、バス電圧が電圧閾値よりも大きいかどうかを判断し、そうである場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動に切り替え、ステップｓｓ３に移り、そうでない場合は、第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了するステップ、
ｓｓ３：非第１補助コンバータはバス電圧を追跡し、非第１補助コンバータの出力電圧とバス電圧の振幅、周波数、および位相の偏差が、出力コンタクタが閉じる前に設定された偏差範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合、出力コンタクタの閉鎖コマンドを送信して出力コンタクタを閉じ、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了し、そうでない場合はステップｓｓ３を再度実行するステップ。
好ましくは、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを設定するための方法は、以下の通りである：
により、
上記の式を組み合わせて、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを解き、式中Ｕｄは、サンプリングによって得られたリアルタイムの位相電圧値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃを等しい振幅３２変換にさらし、ＵａｌｐｈａとＵｂｅｔａを生成し、次いでＵｄを計算することによって得られ、Ｕｄは単一の切り替えサイクルで計算される。
上記の式を組み合わせて、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを解き、式中Ｕｄは、サンプリングによって得られたリアルタイムの位相電圧値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃを等しい振幅３２変換にさらし、ＵａｌｐｈａとＵｂｅｔａを生成し、次いでＵｄを計算することによって得られ、Ｕｄは単一の切り替えサイクルで計算される。
好ましくは、ＡＣ３８０Ｖバス用の第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄは５０Ｖである。
好ましくは、バス高速追跡戦略は、以下の特定のステップを含む：
ｓ１：高速ネットワーキングロジックに従って第１補助コンバータと非第１補助コンバータを認識し、それが第１補助コンバータである場合はステップｓ２を実行し、そうでない場合はステップｓ３を実行するステップ、
ｓ２：出力コンタクタを閉じ、電圧閉ループ振幅ソフトスタートを実行し、第１補助コンバータがネットワークに接続しているときに、ＰＩパラメータの第１のセットによって第１補助コンバータの電圧を調整し、第１補助コンバータがネットワークに接続された後、出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、ＰＩＤ制御戦略を切り替えてＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整するステップ、および
ｓ３：非第１補助コンバータはバスに迅速に接続され、バス電圧の振幅を迅速に追跡し、振幅ソフトスタートの実行、ＰＩパラメータの閉ループ制御、および非第１補助コンバータがネットワークに接続しているときのＰＩパラメータの第２のセットによる非第１補助コンバータの電圧の調整はなされず、バス電圧の振幅、位相、および周波数がネットワーク接続要件を満たしているかどうか、および出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを、また出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、非第１補助コンバータがネットワークに接続された後、ＰＩＤ制御戦略を切り替えて、ＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整するステップ。
ｓ１：高速ネットワーキングロジックに従って第１補助コンバータと非第１補助コンバータを認識し、それが第１補助コンバータである場合はステップｓ２を実行し、そうでない場合はステップｓ３を実行するステップ、
ｓ２：出力コンタクタを閉じ、電圧閉ループ振幅ソフトスタートを実行し、第１補助コンバータがネットワークに接続しているときに、ＰＩパラメータの第１のセットによって第１補助コンバータの電圧を調整し、第１補助コンバータがネットワークに接続された後、出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、ＰＩＤ制御戦略を切り替えてＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整するステップ、および
ｓ３：非第１補助コンバータはバスに迅速に接続され、バス電圧の振幅を迅速に追跡し、振幅ソフトスタートの実行、ＰＩパラメータの閉ループ制御、および非第１補助コンバータがネットワークに接続しているときのＰＩパラメータの第２のセットによる非第１補助コンバータの電圧の調整はなされず、バス電圧の振幅、位相、および周波数がネットワーク接続要件を満たしているかどうか、および出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを、また出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、非第１補助コンバータがネットワークに接続された後、ＰＩＤ制御戦略を切り替えて、ＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整するステップ。
好ましくは、バス高速追跡戦略は、位相および周波数追跡をさらに含み、ソフトウェア位相ロックアルゴリズムを使用して、バス電圧の位相および周波数を迅速に追跡する。
好ましくは、同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略は、ＰＱドループネットワーキング制御戦略をさらに含み、補助コンバータがネットワークに接続された後、ソフトスタートプロセス中の補助コンバータの並列電流共有は、ＰＱドループネットワーキング制御戦略によって迅速に実現される。
好ましくは、ＰＱドループネットワーキング制御戦略の方法は以下の通りである：
ドループ係数に補正係数Ｋを導入し、次の式で計算する、すなわち、
式中、Ｖは電流振幅閉ループ制御の特定の目標値であり、Ｖ＊は電流補助コンバータのリアルタイム出力検出電圧値であり、ｆはシステムの目標周波数、ｆ０とＶ０はシステムの入力制御変数、ＰとＱは出力の有効電力と無効電力の成分、ｋｐとｋＱはドループ制御係数であり、それらの値は特定の数学モデルに関連している。
ドループ係数に補正係数Ｋを導入し、次の式で計算する、すなわち、
好ましくは、ＰＱドループネットワーキング制御戦略の補正係数Ｋの値は、出力電圧振幅に関連し、Ｖ＊の最小値は１であり、振幅がバス電圧要件に達する、つまりＰＩＤに入ると、Ｋの値が１に設定される。
従来技術と比較して、本願は、以下の利点および有益な効果を有する。
（１）高速ネットワーキングロジックにおける第１補助コンバータの電圧閾値設定と第１補助コンバータから非第１補助コンバータへの切り替えにより、第１補助コンバータと非第１補助コンバータを迅速に認識して、高速ネットワーキングを実現することができ、第１補助コンバータから非第１補助コンバータへの切り替えは、複数の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識される極端な場合に実現でき、ネットワークへの並列接続への影響を最小限に抑え、信頼できるネットワーキングを確実にする。
（２）バス高速追跡戦略により、非第１補助コンバータをネットワークに接続する前のバス電圧振幅の高速追跡を実現でき、それは、非第１補助コンバータのネットワークへの高速接続を効果的に保証できる。
（３）ＰＱドループ制御戦略により、ソフトスタートプロセスにおける従来のＰＱドループ制御の弱い電流共有効果の問題が効果的に解決される。補正係数Ｋが導入され、ＰＱドループ効果が大幅に向上し、ソフトスタートプロセス中の並列電流共有が迅速に実現され、並列ドループの電流共有制御範囲が拡大され、ソフトスタートプロセスでの高速ネットワーキングの完了が確実に行われる。
（４）ＥＭＵの通常モード（ネットワークが通常通り）では、振幅ソフトスタートプロセス中に補助コンバータの並列接続を実現でき、ネットワーキングを迅速に完了することができるのを確実にできる。一般的なネットワーキングロジックと比較して、ネットワーキング時間は少なくとも５０％短縮できる。
（５）ＥＭＵの緊急トラクションモード（ネットワークに障害が発生している）では、補助コンバータがネットワークガイダンスなしで自動ネットワーキングを確実に完了できる。
（６）ＥＭＵの緊急トラクションモード（ネットワークに障害が発生している）では、補助コンバータを迅速にネットワーク化でき、第１補助コンバータの振幅ソフトスタートプロセス中に並列ネットワーキングを完了できることを確実にし、これは、ネットワーキング時間を大幅に短縮できる。
（７）ＥＭＵは、様々な作業条件下で指定された時間内に起動ロードを完了することができ、ＥＭＵの安定した信頼性の高い動作を強力に保証する。
以下、本願は、例示的な実装によって詳細に説明される。しかし、さらなる説明なしに、１つの実装の要素、構造、および特徴はまた、他の実装に有益に組み合わせることができることを理解されたい。
本願は、図１、図２、および図３を参照しながら、ＥＭＵの並列補助コンバータのための同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略を提供する。すなわち、補助コンバータの並列システムでは、第１補助コンバータがバスに接続されると、他の非第１補助コンバータがネットワーキングを完成させ、第１補助コンバータのソフトスタートプロセス中に、バス電圧を確立するためのバスを待つことなく、ネットワークに接続される。それは、次のステップを含む。
（１）高速ネットワーキングロジック：これによって、ソフトスタート中に、補助コンバータがネットワークに接続される第１補助コンバータであるかどうかを判断し、そうである場合、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行し、そうでない場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行するステップ。
具体的には、次のステップを含む。
ｓｓ１：補助コンバータが出力コンタクタを閉じる前に、バス電圧が第１補助コンバータの設定電圧閾値を超えているかどうかを検出し、そうでない場合、補助コンバータを第１補助コンバータとして認識し、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、すなわち、ステップｓｓ２を実行し、そうである場合、補助コンバータを非第１補助コンバータとして認識し、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、つまり、ステップｓｓ３を実行するステップ。
ｓｓ２：出力コンタクタの閉鎖フィードバックが検出されるまで、出力コンタクタを閉じるコマンドを送信し、出力コンタクタの閉鎖フィードバックを受信する前に、バス電圧が電圧閾値よりも大きいかどうかを判断し、そうである場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動に切り替え、ステップｓｓ３に移り、そうでない場合は、第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了するステップ、
ｓｓ３：非第１補助コンバータはバス電圧を追跡し、非第１補助コンバータの出力電圧とバス電圧の振幅、周波数、および位相の偏差が、出力コンタクタが閉じる前に設定された偏差範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合、出力コンタクタの閉鎖コマンドを送信して出力コンタクタを閉じ、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了し、そうでない場合は、ステップｓｓ３を再度実行するステップ。
ｓｓ１：補助コンバータが出力コンタクタを閉じる前に、バス電圧が第１補助コンバータの設定電圧閾値を超えているかどうかを検出し、そうでない場合、補助コンバータを第１補助コンバータとして認識し、第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、すなわち、ステップｓｓ２を実行し、そうである場合、補助コンバータを非第１補助コンバータとして認識し、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行する、つまり、ステップｓｓ３を実行するステップ。
ｓｓ２：出力コンタクタの閉鎖フィードバックが検出されるまで、出力コンタクタを閉じるコマンドを送信し、出力コンタクタの閉鎖フィードバックを受信する前に、バス電圧が電圧閾値よりも大きいかどうかを判断し、そうである場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動に切り替え、ステップｓｓ３に移り、そうでない場合は、第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了するステップ、
ｓｓ３：非第１補助コンバータはバス電圧を追跡し、非第１補助コンバータの出力電圧とバス電圧の振幅、周波数、および位相の偏差が、出力コンタクタが閉じる前に設定された偏差範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合、出力コンタクタの閉鎖コマンドを送信して出力コンタクタを閉じ、非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了し、そうでない場合は、ステップｓｓ３を再度実行するステップ。
この実施形態では、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを設定する方法は以下の通りである。
により、
上記の式を組み合わせて、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを解き、式中Ｕｄは、サンプリングによって得られたリアルタイムの位相電圧値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃを等しい振幅３２変換にさらし、ＵａｌｐｈａとＵｂｅｔａを生成し、次いでＵｄを計算することによって得られ、Ｕｄは単一の切り替えサイクルで計算できる。
上記の式を組み合わせて、第１補助コンバータの電圧閾値Ｕｄを解き、式中Ｕｄは、サンプリングによって得られたリアルタイムの位相電圧値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃを等しい振幅３２変換にさらし、ＵａｌｐｈａとＵｂｅｔａを生成し、次いでＵｄを計算することによって得られ、Ｕｄは単一の切り替えサイクルで計算できる。
第１補助コンバータの電圧閾値は、適切に設定する必要がある。閾値が低く設定されすぎてバスに干渉があると、補助コンバータはそれ自体を非第１補助コンバータとして誤って認識し、それがバスに第１補助コンバータがないことを引き起こし、そのため、ネットワーキングに障害が発生する。閾値が高く設定されすぎると、複数の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識される、つまり、複数の補助コンバータが第１補助コンバータとしてバスに接続され、それが補助コンバータに障害を発生させる可能性があり、ネットワーキングプロセス中にネットワークを終了させる。第１補助コンバータの電圧閾値の設定は、実際の動作条件に応じて調整および決定する必要がある。通常、ＡＣ３８０Ｖバスの閾値Ｕｄは５０Ｖに設定される。
（２）バス高速追跡戦略：非第１補助コンバータが、これによって、バス電圧の振幅、位相、および周波数を迅速に追跡し、ネットワーキングを迅速に完了することができる。具体的には、次のステップを含む。
ｓ１：高速ネットワーキングロジックに従って第１補助コンバータと非第１補助コンバータを認識し、それが第１補助コンバータである場合はステップｓ２を実行し、そうでない場合はステップｓ３を実行するステップ、
ｓ２：出力コンタクタを閉じ、電圧閉ループ振幅ソフトスタートを実行し、第１補助コンバータがネットワークに接続しているときに、ＰＩパラメータの第１のセットによって第１補助コンバータの電圧を調整し、第１補助コンバータがネットワークに接続された後、出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、ＰＩＤ制御戦略を切り替えてＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整し、そうでない場合は、元のＰＩパラメータを変更せずに保持するステップ、および
ｓ３：非第１補助コンバータはバスに迅速に接続され、バス電圧の振幅を迅速に追跡し、振幅ソフトスタートの実行、ＰＩパラメータの閉ループ制御、および非第１補助コンバータがネットワークに接続しているときのＰＩパラメータの第２のセットによる非第１補助コンバータの電圧の調整はなされず、バス電圧の振幅、位相、および周波数がネットワーク接続要件を満たしているかどうか、および出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、非第１補助コンバータがネットワークに接続された後、ＰＩＤ制御戦略を切り替えて、ＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整し、そうでない場合は、元のＰＩパラメータを変更せずに保持するステップ。
ｓ１：高速ネットワーキングロジックに従って第１補助コンバータと非第１補助コンバータを認識し、それが第１補助コンバータである場合はステップｓ２を実行し、そうでない場合はステップｓ３を実行するステップ、
ｓ２：出力コンタクタを閉じ、電圧閉ループ振幅ソフトスタートを実行し、第１補助コンバータがネットワークに接続しているときに、ＰＩパラメータの第１のセットによって第１補助コンバータの電圧を調整し、第１補助コンバータがネットワークに接続された後、出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、ＰＩＤ制御戦略を切り替えてＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整し、そうでない場合は、元のＰＩパラメータを変更せずに保持するステップ、および
ｓ３：非第１補助コンバータはバスに迅速に接続され、バス電圧の振幅を迅速に追跡し、振幅ソフトスタートの実行、ＰＩパラメータの閉ループ制御、および非第１補助コンバータがネットワークに接続しているときのＰＩパラメータの第２のセットによる非第１補助コンバータの電圧の調整はなされず、バス電圧の振幅、位相、および周波数がネットワーク接続要件を満たしているかどうか、および出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、非第１補助コンバータがネットワークに接続された後、ＰＩＤ制御戦略を切り替えて、ＰＩパラメータの第３のセットによって電圧を調整し、そうでない場合は、元のＰＩパラメータを変更せずに保持するステップ。
上記のバス高速追跡戦略では、ＰＩパラメータの第１のセットは、電圧振幅調整の速度が最も遅く、電圧振幅のソフトスタートプロセスで使用されるＰＩパラメータを示し、ＰＩパラメータの第２のセットは、中程度の速度の電圧振幅調整があり、バス電圧を迅速に追跡するために非第１補助コンバータに使用されるＰＩパラメータを示し、ＰＩパラメータの第３のセットは、電圧振幅調整の速度が最も速く、ネットワーク実行後の電圧閉ループ調整に使用されるＰＩパラメータを示すことに注意されたい。さらに、上述した３セッ
トのＰＩパラメータの電圧振幅調整の速度は相対的なものである。本願では、遅い、中程度の速度、最速という３つの相対的な調整速度を達成できる限り、当業者は、選択されたＰＩコントローラに従って、ＰＩパラメータの特定の値を判定することができる。
トのＰＩパラメータの電圧振幅調整の速度は相対的なものである。本願では、遅い、中程度の速度、最速という３つの相対的な調整速度を達成できる限り、当業者は、選択されたＰＩコントローラに従って、ＰＩパラメータの特定の値を判定することができる。
この実施形態では、３セットのＰＩ制御戦略が使用される。ＰＩ制御パラメータ調整の第１のセットは、第１補助コンバータがネットワークに接続しているときの電圧制御に使用される。このとき、補助コンバータの電圧は大きく変化し、ネットワークに接続した後は補助コンバータの電圧はほとんど変化しない。したがって、ＰＩパラメータの第３のセットによって出力電圧をスムーズに調整するには、ＰＩＤ制御を切り替える必要がある。ＰＩパラメータの第２のセットは、非第１補助コンバータがネットワークに接続しているときに電圧制御を調整するために使用される。
この実施形態では、ソフトウェア位相ロックアルゴリズムを使用して、バス電圧の位相および周波数を迅速に追跡する。
補助コンバータをネットワークに接続した後、制御をさらに最適化する必要がある。本願は、従来のＰＱドループ制御戦略に基づいて改善をもたらし、改善されたＰＱドループネットワーク制御戦略を提案する。
（３）ＰＱドループネットワーキング制御戦略：補助コンバータがネットワークに接続された後、ソフトスタートプロセス中の補助コンバータの並列電流共有は、ＰＱドループネットワーキング制御戦略によってすぐに実現できる。具体的な方法は以下のとおりである。
補正係数Ｋが、従来のＰＱドループ制御戦略のドループ係数に導入される。従来のドループ制御戦略は、以下のものである：
図４に示すように、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバータの出力電流を表す。上記の従来のドループ制御戦略によれば、このときのＵ＊Ｉ値、すなわちＰＱドループ量は非常に劣っているものであり、並列電流共有の制御が達成困難であり、容易に並列電流共有の制御不良に至る。補助コンバータの１つが整流状態にあり、出力過電流または中間バスの電圧が高すぎる結果になり、最終的に並列接続障害が発生する場合である。したがって、従来のＰＱドループ制御戦略は、通常、ソフトスタート並列接続プロセスでは使用されない。
補正係数Ｋが導入され、
上記の式を組み合わせて、システムの目標周波数ｆと目標電圧Ｖを解くと、式中、Ｖは電流振幅閉ループ制御の特定の目標値であり、Ｖ＊は電流補助コンバータのリアルタイム出力検出電圧値であり、ｆはシステムの目標周波数、ｆ０とＶ０はそれぞれ、システムの入力制御周波数および電圧変数、ＰとＱは出力の有効電力と無効電力の成分、ｋｐとｋＱはドループ制御係数であり、それらの値は特定の数学モデルに関連している。
図５に示すように、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバータの出力電流を表す。ＰＱドループ制御戦略によれば、補正係数Ｋ（Ｋ＞１）が、従来のＰＱドループ制御戦略のドループ係数に導入される。Ｋは時間で変化する係数であり、出力電圧の振幅に関連している。振幅が小さいほど、Ｋの値は大きくなる。振幅ソフトスタートプロセスでの並列接続では、ＵとＩは小さいが、補正係数Ｋの導入により、このときのＰＱドループ効果が大幅に向上し、並列電流共有制御を迅速に実現でき、振幅ソフトスタートプロセスでの並列ネットワーキングが通常通りに完了するのを確実にする。電圧振幅Ｕが増加すると、補正係数が同時に減少する。Ｖ＊の偏差を考慮して、Ｖ＊の最小値を１に設定する。振幅がバス電圧要件の範囲に達すると、それはＰＩＤに入り、補正係数の影響がキャンセルされ、Ｋが１に設定されて、従来のＰＱドループ制御戦略が復元される。
この実施形態では、緊急トラクションモードでは、複数の補助コンバータが同時に第１補助コンバータとして認識される。補助コンバータが出力コンタクタを閉じるコマンドを送信するとき、閉じる動作が終了する前にバスの電圧が検出されると、第１補助コンバータはすぐに非第１補助コンバータに切り替えられる。
１）ネットワーク通常モード
比較例
一般的な並列ネットワーキング戦略：第１補助コンバータがバス電圧を出力して確立し、次に非第１補助コンバータが位相、ひいてはロックされてバスグリッドに接続される。
比較例
一般的な並列ネットワーキング戦略：第１補助コンバータがバス電圧を出力して確立し、次に非第１補助コンバータが位相、ひいてはロックされてバスグリッドに接続される。
図６は、起動プロセスにおける一般的なネットワーキング戦略のテスト波形を示している。この図では、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表す。示されているように：
１）補助コンバータの起動は、弾丸型の振幅ソフトスタートプロセスであり、起動時間は２秒である。
２）非第１補助コンバータの接続は、接続条件を満たす必要がある：バス電圧からの電圧振幅、周波数、および位相の偏差は、設定された偏差範囲内である。一般に、非第１補助コンバータの接続の振幅ソフトスタートプロセス中に、位相ロックプロセスが同期的に実行され、そのため、非第１補助コンバータがネットワークに接続するための最短時間は、振幅ソフトスタート時間である。
３）極端な考慮事項として、一般的なネットワーキング戦略に必要な時間は、少なくとも第１補助コンバータがネットワークを確立する時間と、他の非第１補助コンバータがネットワークに接続する時間の合計、すなわち少なくとも２＋２＝４秒である。実際の実装の最中は、補助コンバータをひいてはネットワークに接続するネットワークガイダンスに起因して、ネットワーキングに、より長い時間がかかる。
１）補助コンバータの起動は、弾丸型の振幅ソフトスタートプロセスであり、起動時間は２秒である。
２）非第１補助コンバータの接続は、接続条件を満たす必要がある：バス電圧からの電圧振幅、周波数、および位相の偏差は、設定された偏差範囲内である。一般に、非第１補助コンバータの接続の振幅ソフトスタートプロセス中に、位相ロックプロセスが同期的に実行され、そのため、非第１補助コンバータがネットワークに接続するための最短時間は、振幅ソフトスタート時間である。
３）極端な考慮事項として、一般的なネットワーキング戦略に必要な時間は、少なくとも第１補助コンバータがネットワークを確立する時間と、他の非第１補助コンバータがネットワークに接続する時間の合計、すなわち少なくとも２＋２＝４秒である。実際の実装の最中は、補助コンバータをひいてはネットワークに接続するネットワークガイダンスに起因して、ネットワーキングに、より長い時間がかかる。
実施形態１
本願のこの実施形態における同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略：第１補助コンバータがバスに接続されると、非第１補助コンバータが、第１補助コンバータの振幅ソフトスタートプロセス間に、ネットワーキングを完成させる。
本願のこの実施形態における同期ソフトスタートネットワーキング制御戦略：第１補助コンバータがバスに接続されると、非第１補助コンバータが、第１補助コンバータの振幅ソフトスタートプロセス間に、ネットワーキングを完成させる。
（１）ソフトスタート中、第１補助コンバータの起動と非第１補助コンバータの起動は、高速ネットワーキングロジックによって認識される。
（２）バス高速追跡戦略により、非第１補助コンバータはバス電圧の振幅、位相、および周波数を追跡する。
（３）ネットワーク接続後、ＰＱドループ制御戦略により、補助コンバータのソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
（２）バス高速追跡戦略により、非第１補助コンバータはバス電圧の振幅、位相、および周波数を追跡する。
（３）ネットワーク接続後、ＰＱドループ制御戦略により、補助コンバータのソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
図７は、この実施形態の起動プロセスにおける同期スタートネットワーキング制御戦略のテスト波形を示している。この図では、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバータの並列出力電流を表す。示されているように：
１）ＣＨ３は、３０５ｍｓにて並列充電電流があることを示す、つまり、第１補助コンバータが約３０５ｍｓで起動すると、非第１補助コンバータのネットワークへの並列接続が完了し、振幅ソフトスタートプロセス中に並列ネットワーキングプロセスが完了する。
したがって、極端な考慮事項として、この実施形態のネットワーキング戦略に必要な時間は、少なくとも第１補助コンバータがバス電圧を確立するための時間、すなわち２秒であり、これは一般的なネットワーキング戦略と比較して時間を５０％省く。
１）ＣＨ３は、３０５ｍｓにて並列充電電流があることを示す、つまり、第１補助コンバータが約３０５ｍｓで起動すると、非第１補助コンバータのネットワークへの並列接続が完了し、振幅ソフトスタートプロセス中に並列ネットワーキングプロセスが完了する。
したがって、極端な考慮事項として、この実施形態のネットワーキング戦略に必要な時間は、少なくとも第１補助コンバータがバス電圧を確立するための時間、すなわち２秒であり、これは一般的なネットワーキング戦略と比較して時間を５０％省く。
２）緊急トラクションモード
実施形態２
条件１：緊急トラクションモードでは、第１補助コンバータと非第１補助コンバータがソフトスタートプロセスで並列に接続される。
１）ソフトスタートプロセスでは、非第１補助コンバータが高速ネットワーキングロジックによるバス電圧の追跡を実行する。
２）バス高速追跡戦略により、バス電圧の振幅、位相、および周波数の高速追跡が完了する。
３）ネットワーク接続後、ＰＱドループ制御戦略により、ソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
実施形態２
条件１：緊急トラクションモードでは、第１補助コンバータと非第１補助コンバータがソフトスタートプロセスで並列に接続される。
１）ソフトスタートプロセスでは、非第１補助コンバータが高速ネットワーキングロジックによるバス電圧の追跡を実行する。
２）バス高速追跡戦略により、バス電圧の振幅、位相、および周波数の高速追跡が完了する。
３）ネットワーク接続後、ＰＱドループ制御戦略により、ソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
図８に示すように、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバータの出力電流を表す。条件１では、この実施形態のネットワーキング戦略は、ネットワーキングがソフトスタートプロセスで完了することを確実にすることができる。条件１のネットワーキングに必要な時間は、第１補助コンバータのソフトスタート時間であり、これは追加のネットワーキング時間を必要としない。
実施形態３
条件２：緊急トラクションモードでは、複数の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識される。
１）比較的遅い補助コンバータは、高速ネットワーキングロジックによって、第１補助コンバータがバスに対して閉じているときに、非第１補助コンバータに迅速に切り替えられる。
２）バス高速追跡戦略により、非第１補助コンバータは、コンタクタの機械的な遅れが到達する前に、バス電圧の振幅、周波数、および位相に最大限に近づく。
３）ネットワーク接続後、ＰＱドループネットワーキング制御戦略により、ソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
条件２：緊急トラクションモードでは、複数の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識される。
１）比較的遅い補助コンバータは、高速ネットワーキングロジックによって、第１補助コンバータがバスに対して閉じているときに、非第１補助コンバータに迅速に切り替えられる。
２）バス高速追跡戦略により、非第１補助コンバータは、コンタクタの機械的な遅れが到達する前に、バス電圧の振幅、周波数、および位相に最大限に近づく。
３）ネットワーク接続後、ＰＱドループネットワーキング制御戦略により、ソフトスタートプロセスの間、並列電流共有を実現する。
図９に示すように、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバ
ータの出力電流を表す。両方の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識されたとき、出力コンタクタの動作の約４０ｍｓの機械的な遅れにより、補助コンバータが出力コンタクタを閉じるコマンドを送信した後、および閉じる動作が完了する前に、バスの電圧が検出された場合、すぐに非第１補助コンバータに切り替わる。この場合、出力コンタクタの動作を中断する代わりに、電圧の振幅、位相、および周波数は、バスを追跡するために残りの機械的な遅れの中で迅速に調整され、ネットワークへ接続した瞬間のバス電圧との振幅、位相、および周波数の差を低減し、ネットワークへの接続によって引き起こされる電流の影響を軽減し、ネットワークへの接続を確実に完了できるようにする。
ータの出力電流を表す。両方の補助コンバータが第１補助コンバータとして認識されたとき、出力コンタクタの動作の約４０ｍｓの機械的な遅れにより、補助コンバータが出力コンタクタを閉じるコマンドを送信した後、および閉じる動作が完了する前に、バスの電圧が検出された場合、すぐに非第１補助コンバータに切り替わる。この場合、出力コンタクタの動作を中断する代わりに、電圧の振幅、位相、および周波数は、バスを追跡するために残りの機械的な遅れの中で迅速に調整され、ネットワークへ接続した瞬間のバス電圧との振幅、位相、および周波数の差を低減し、ネットワークへの接続によって引き起こされる電流の影響を軽減し、ネットワークへの接続を確実に完了できるようにする。
極限状態では、図１０に示すように、ＣＨ１は第１補助コンバータの１つの出力ラインの電圧を表し、ＣＨ２は非第１補助コンバータの同じ出力ラインの電圧を表し、ＣＨ３は非第１補助コンバータの出力電流を表す。第１補助コンバータと非第１補助コンバータとの間の起動時間の差は０秒に近い。この場合、第１補助コンバータの電圧閾値が適切に設定され、出力コンタクタの動作に約４０ｍｓの機械的な遅れがあるため、補助コンバータの電圧振幅は、ネットワークに接続するときに高すぎたものにならない。最後に、ＰＱドループネットワーキング制御戦略により、電圧振幅と位相の大きな違いによって引き起こされる循環電流を迅速に抑制して、電流共有制御を実現でき、ネットワーキングの完成を生じることができる。条件２では、この実施形態のネットワーキング戦略により、ネットワーキング時間は、第１補助コンバータのソフトスタート時間であり、追加のネットワーキング時間を必要としない。
実施形態４
条件３：緊急トラクションモードでは、第１補助コンバータがバス電圧を確立し、次に非第１補助コンバータがバスに接続される。
条件３：緊急トラクションモードでは、第１補助コンバータがバス電圧を確立し、次に非第１補助コンバータがバスに接続される。
この状態の発生は、第１のトラクションコンバータの中間電圧の早期生成によって引き起こされる可能性がある。この場合、この実施形態におけるネットワーキング制御戦略および一般的なネットワーキング制御戦略は、実施形態１で説明されたものと同じである、同一のネットワーキング時間を有する。
上記の説明は、本願の好ましい実施形態のものにすぎず、本願を他の形態に限定することを意図するものではない。当業者は、上記の技術的内容に変更または修正を加えて同等の実施形態を形成し、そのとき、それを他の分野に適用することができる。ただし、本願の技術的解決策から逸脱することなく、本願の技術的な本質に従った上記の実施形態に対するいずれかの単純な修正、同等の変更および修正は、本願の技術的解決策の保護範囲内にあるものとする。
Claims (8)
- 電車の並列補助コンバータ用の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法であって、
高速ネットワーキングロジックにより、補助コンバータがソフトスタート中にネットワークに接続される第１補助コンバータであるかどうかを判断し、そうである場合、前記第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行し、そうでない場合、非第１補助コンバータのネットワーク接続ロジックを実行すること、および、
非第１補助コンバータが、バス高速追跡戦略によってＡＣバスの電圧の振幅、位相、および周波数を迅速に追跡し、前記ネットワークの接続を完了すること、を含み、
前記ネットワークは、電力を供給するためのネットワークであり、前記補助コンバータ、前記第１補助コンバータおよび前記非第１補助コンバータは、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であり、前記ＡＣバスは、補助コンバータによって変換されたＡＣ電力を供給するために使用され、
前記高速ネットワーキングロジックが、以下の特定のステップ、
ステップｓｓ１であって、補助コンバータが出力コンタクタを閉じる前に、前記ＡＣバスの電圧が前記第１補助コンバータの設定電圧閾値を超えているかどうかを検出し、そうでない場合、前記補助コンバータを前記第１補助コンバータとして認識し、前記第１補助コンバータの前記ネットワーク接続ロジックを実行する、すなわち、ステップｓｓ２を実行し、そうである場合、前記補助コンバータを非第１補助コンバータとして認識し、非第１補助コンバータの前記ネットワーク接続ロジックを実行する、つまり、ステップｓｓ３を実行するステップｓｓ１と、
ステップｓｓ２であって、前記出力コンタクタの閉鎖フィードバックが検出されるまで、前記出力コンタクタを閉じるコマンドを送信し、前記出力コンタクタの前記閉鎖フィードバックを受信する前に、前記ＡＣバスの電圧が前記設定電圧閾値よりも大きいかどうかを判断し、そうである場合、前記非第１補助コンバータのネットワーク接続の起動に切り替え、ステップｓｓ３に移り、そうでない場合は、前記第１補助コンバータのネットワーク接続の起動を完了するステップｓｓ２と、
ステップｓｓ３であって、前記非第１補助コンバータは前記ＡＣバスの電圧を追跡し、前記非第１補助コンバータの出力電圧と前記ＡＣバスの電圧の振幅、周波数、および位相との間の偏差が、前記出力コンタクタが閉じる前に設定された偏差範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合、出力コンタクタの閉鎖コマンドを送信して前記出力コンタクタを閉じ、前記非第１補助コンバータの前記ネットワーク接続の前記起動を完了し、そうでない場合は、ステップｓｓ３を再度実行する、ステップｓｓ３と、を含むことを特徴とする、同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。 - 前記第１補助コンバータの前記設定電圧閾値Ｕｄを設定するための方法は、以下のとおり
により、
上記の式を組み合わせて、前記第１補助コンバータの前記設定電圧閾値Ｕｄを解き、式中Ｕｄは、サンプリングによって得られたリアルタイムの位相電圧値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃを等しい振幅３２変換にさらし、ＵａｌｐｈａとＵｂｅｔａを生成し、次いでＵｄを計算することによって得られ、Ｕｄは単一の切り替えサイクルで計算されることを特徴とする、請求項１に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。 - ＡＣ３８０Ｖバス用の前記第１補助コンバータの前記設定電圧閾値Ｕｄが５０Ｖであることを特徴とする、請求項２に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。
- 前記バス高速追跡戦略は、以下の特定のステップ
ステップｓ１であって、前記高速ネットワーキングロジックに従って前記第１補助コンバータと前記非第１補助コンバータを認識し、それが前記第１補助コンバータである場合はステップｓ２を実行し、そうでない場合はステップｓ３を実行する、ステップｓ１と、
ステップｓ２であって、出力コンタクタを閉じ、電圧閉ループ振幅ソフトスタートを実行し、前記第１補助コンバータが前記ネットワークに接続しているときに、ＰＩパラメータの第１のセットによって前記第１補助コンバータの電圧を調整し、前記第１補助コンバータが前記ネットワークに接続された後、出力電圧が設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、ＰＩＤ制御戦略を切り替えてＰＩパラメータの第３のセットによって前記電圧を調整する、ステップｓ２と、
ステップｓ３であって、前記非第１補助コンバータは前記ＡＣバスに迅速に接続され、前記ＡＣバスの電圧の前記振幅を迅速に追跡し、振幅ソフトスタートの実行、前記ＰＩパラメータの閉ループ制御、および前記非第１補助コンバータが前記ネットワークに接続しているときのＰＩパラメータの第２のセットによる前記非第１補助コンバータの電圧の調整はなされず、前記ＡＣバスの電圧の前記振幅、位相、および周波数がネットワーク接続要件を満たしているかどうか、および出力電圧が前記設定された指定範囲内にあるかどうかを判断し、そうである場合は、前記非第１補助コンバータが前記ネットワークに接続された後、前記ＰＩＤ制御戦略を切り替えて、ＰＩパラメータの前記第３のセットによって前記電圧を調整する、ステップｓ３と、 を含むことを特徴とする、請求項１に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。 - 前記バス高速追跡戦略は、位相および周波数の追跡をさらに含み、ソフトウェア位相ロックアルゴリズムを使用して前記ＡＣバスの電圧の前記位相および周波数を迅速に追跡することを特徴とする、請求項４に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。
- ＰＱドループネットワーキング制御戦略をさらに含み、補助コンバータが前記ネットワークに接続された後、前記ソフトスタートプロセス中の前記補助コンバータの並列電流共有は、前記ＰＱドループネットワーキング制御戦略によってすぐに実現されることを特徴とする、請求項１に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。
- 前記ＰＱドループネットワーキング制御戦略の方法が以下のとおり
ドループ係数に補正係数Ｋを導入し、次の式で計算する、すなわち
式中、Ｖは電流振幅閉ループ制御の特定の目標値であり、Ｖ＊は電流補助コンバータのリアルタイム出力検出電圧値であり、ｆは目標周波数、ｆ０とＶ０は入力制御変数、ＰとＱは出力の有効電力と無効電力の成分、ｋｐとｋＱはドループ制御係数であり、それらの値は特定の数学モデルに関連していることを特徴とする、請求項６に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。
- 前記ＰＱドループネットワーキング制御戦略の前記補正係数Ｋの値は、出力電圧振幅に関連し、Ｖ＊の最小値は１であり、前記出力電圧振幅がＡＣバスの電圧要件に達すると、つまりＰＩＤを入力すると、Ｋの前記値が１に設定されることを特徴とする、請求項７に記載の同期ソフトスタートネットワーキング制御方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN109193795B (zh) * | 2018-10-30 | 2020-11-03 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 动车组并联辅助变流器同步软启动组网控制策略 |
| CN109921463B (zh) * | 2019-03-07 | 2021-02-09 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 无通信互联线变流器多机并联系统的启动方法 |
| CN110138003B (zh) * | 2019-04-19 | 2023-09-12 | 西安开天铁路电气股份有限公司 | 一种铁路牵引电网动态自动组网方法 |
| CN112886632B (zh) * | 2021-01-04 | 2024-05-03 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 有轨电车车载超级电容控制方法 |
| CN113300409B (zh) * | 2021-06-21 | 2023-01-10 | 华北电力大学 | 基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法 |
| CN113644699B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-04-05 | 许继集团有限公司 | 一种多变流器离网启动运行方法及装置 |
| CN114256830B (zh) * | 2021-12-15 | 2022-10-11 | 天津大学 | 基于等值单台变换器的直流系统控制参数整定方法 |
| CN116826692B (zh) * | 2023-07-04 | 2024-03-26 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种储能变流器控制方法、控制系统、存储介质及设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090174260A1 (en) | 2008-01-07 | 2009-07-09 | Wu Chin-Chang | UPS System having a Function of Parallel Operation |
| CN106787663A (zh) | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种动车组辅助变流器并联启动方法 |
| US20180309356A1 (en) | 2015-11-02 | 2018-10-25 | Bombardier Transporation Gmbh | A method for controlling a line converter on board a track-bound vehicle |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09135580A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-20 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN102170169A (zh) * | 2011-03-30 | 2011-08-31 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种车载辅助逆变电源供电系统 |
| RU111592U1 (ru) * | 2011-06-16 | 2011-12-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Система пуска и регулирования агрегатов с приводными электродвигателями |
| CN102891500B (zh) * | 2012-09-25 | 2014-10-29 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种带隔离变压器的三相两电平逆变器并联控制方法 |
| CN102983620B (zh) * | 2012-10-26 | 2016-02-03 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 一种辅助变流器及其并联控制方法 |
| CN103457494B (zh) * | 2013-09-13 | 2016-03-23 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 动车组辅助变流器无互联线并联控制系统及控制方法 |
| PT2927044T (pt) * | 2014-03-31 | 2017-05-25 | Siemens Ag | Processo para operação de conversores operacionais auxiliares paralelos num veículo sobre carris |
| WO2016008544A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Green Power Tecnologies, S.L. | System and method for peak current control of a power converter exchanging power with the grid |
| RU2565598C1 (ru) * | 2014-08-20 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Система управления группой электроприводов с параллельными каналами регулирования |
| CN106100359A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-09 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 交‑直‑交型动车组辅助变流器及其工作过程 |
| ES2909038T3 (es) * | 2016-10-11 | 2022-05-05 | Alstom Transp Tech | Convertidor auxiliar para vehículo ferroviario |
| CN108649608B (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-22 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 用于轨道列车的辅助变流器及其启动控制方法 |
| CN109193795B (zh) * | 2018-10-30 | 2020-11-03 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 动车组并联辅助变流器同步软启动组网控制策略 |
-
2018
- 2018-10-30 CN CN201811276033.3A patent/CN109193795B/zh active Active
-
2019
- 2019-08-26 JP JP2021515497A patent/JP7165815B2/ja active Active
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- 2019-08-26 EP EP19841890.7A patent/EP3813219B1/en active Active
-
2021
- 2021-01-19 US US17/152,353 patent/US11133704B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090174260A1 (en) | 2008-01-07 | 2009-07-09 | Wu Chin-Chang | UPS System having a Function of Parallel Operation |
| US20180309356A1 (en) | 2015-11-02 | 2018-10-25 | Bombardier Transporation Gmbh | A method for controlling a line converter on board a track-bound vehicle |
| CN106787663A (zh) | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种动车组辅助变流器并联启动方法 |
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