高速铁路两相三线制模块化多电平变流器同相供电系统的制作方法

本实用新型属于高速铁路交通运输行业，尤其涉及到一种基于两相三线制模块化多电平变流器的高速铁路同相供电系统及控制方法。

背景技术：

在电气化铁路中，一种对高速铁路牵引变电所较为理想的选择方式是采用大功率交直交变流器实行同相供电方案取代现行的换相式供电方案，该方案解决了电分相问题，同时，解决了电气化铁路长期存在的电能质量问题。其中，由于平衡牵引变压器构成的同相供电方式具有变流器结构简单、所需容量相对较小等优点，目前国内外也开展了相关工程试验的试验研究。

基于平衡牵引变压器构成的传统同相供电系统是采用背靠背结构的变流器实现同相供电，需要两组背靠背结构的单相变流器构成四条开关管支路来实现。其中，关于如何降低变流器装置成本的研究主要有两种思路：一是将对称补偿原理扩展到有源同相供电系统中对变流器容量的优化从而减少容量投入；另一种是应用新拓扑来减少开关管的数量。

技术实现要素：

为了在新拓扑应用的前提下以减少开关管数量的方法下降低变流器装置的成本，本实用新型提出了一种基于两相三线制模块化变流器的同相供电系统，该系统直接接入高压系统，与三相补偿结构相比属于两相电压系统，简化了结构，从而为降低变流器装置成本提供了技术保证。

其具体的手段为：一种高速铁路两相三线制模块化多电平变流器同相供电系统，三相电网电压经过三相-两相平衡变压器对称变换成α、β两相电压，其中α直接向牵引网供电，三线制变流器采用单星型拓扑结构，其一个端口接β相，另一个端口接α相，第三个端口接α、β两相的公共端。

采用本实用新型高速铁路两相三线制模块化多电平变流器同相供电系统，减少了两组高压大容量降压隔离变压器和一条开关臂支路，对传统三相补偿系统结构进行简化，减少了开关管支路数量和取消两组降压变压器，为降低变流器装置成本提供技术保证。

采用两相三线制变流器构成的同相供电系统的结构，与传统背靠背变流器结构相比减少了一组开关管桥臂和两组降压隔离变压器，该系统可以直接接入高压系统，从而实现了在减少开关管的数量同时降低变流器装置成本。

附图说明

图1为传统单相背靠背两组变流器的同相牵引供电系统。

图2为两相三线制变流器的同相牵引供电系统。

图3为负序和谐波电流检测框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的装置和方法做进一步的详述。

图1为传统单相背靠背变流器的同相牵引供电系统，图2为基于两相三线制模块化多电平变流器的同相供电系统结构图。如图1所示，三相电网电压经过三相-两相平衡变压器对称变换成α、β两相电压，其中α直接向牵引网供电，β经过单相背靠背变流器(PFC)和两组降压变压器(T)向牵引网传递一定的功率。中间直流环节接有大容量的高压电容器组。

本实用新型实施例如图2所示，三相电网电压经过三相-两相平衡变压器对称变换成α、β两相电压后，其中α直接向牵引网直接供电，而三线制变流器一个端口接β相，另一个端口接α相，第三个端口接α、β两相的公共端n，采用单星型拓扑结构，该电平的每相由n个子模块构成。

对负序电流和谐波指令电流的检测与控制方法参见图3，通过将检测到的三相电流经过坐标变换转化成有功分量和无功分量，经低通滤波器(LPF)后再做相应的反变换，即可得到谐波以及负序电流。

图3中，LPF为低通滤波器；PLL为锁相环。对于单相电路，采用i_p-i_q检测法，经低通滤波器(LPF)后将交流有功分量i_p和交流无功分量i_q滤掉，直接得到直流有功和无功分量，再做相应反变换后，得到基波电流。再从电流i_L(t)中减去基波电流，即可检测出谐波和负序电流。

以上显示和描述了本实用新型的结构方案、电流检测方法、基本原理以及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是本实用新型的结构方案、控制方法和基本原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本实用新型要求保护范围由所附权利要求书及其等效界定。