一种能量回馈控制方法及能量回馈系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能量回馈控制方法及能量回馈系统，制动电阻通过开关管串联接入能量回馈系统中。方法包括检测机车电网侧的当前电压，获得机车电网侧的当前电压值；判断机车电网侧的当前电压值是否小于第一阈值；当小于第一阈值时，控制开关管保持断开，以使得包括制动电阻的制动电阻回路处于非工作状态；当不小于第一阈值时，进一步判断机车电网侧的当前电压值是否大于第二阈值；当大于第二阈值时，控制开关管保持闭合，以使得包括制动电阻的制动电阻回路处于工作状态；当不大于第二阈值时，依据第一阈值、第二阈值、机车电网侧的当前电压值以及制动总功率，控制调整开关管的占空比。本发明实现了实时控制回馈给机车电网侧的能量。
【专利说明】一种能量回馈控制方法及能量回馈系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力机车能量管理【技术领域】，更具体的说，涉及一种能量回馈控制方 法及能量回馈系统。
【背景技术】
[0002] 在电力机车制动时，为了节省能源，通常都会采用再生制动系统，通过能量回馈系 统将制动产生的电能全部反馈回机车电网侧，以实现能量回收。
[0003] 然而在实际操作过程中，有时将制动产生的电能全部反馈回机车电网侧会使得机 车电网侧的当前电压超出安全范围，造成机车电网侧电压不稳定，从而对机车电气设备、变 电所以及同一供电区段内的其他机车造成不利影响。
【发明内容】
[0004] 基于此，本发明提供一种能量回馈控制方法及能量回馈系统，以解决现有技术中 将制动产生的电能全部反馈回机车电网侧造成的机车电网侧电压不稳定的问题。技术方案 如下：
[0005] 基于本发明的一方面，本发明提供一种能量回馈控制方法，应用于能量回馈系统， 所述能量回馈系统包括制动电阻，所述制动电阻通过开关管串联接入所述能量回馈系统 中，所述方法包括：
[0006] 检测机车电网侧的当前电压，获得所述机车电网侧的当前电压值；
[0007] 判断所述机车电网侧的当前电压值是否小于第一阈值；
[0008] 当所述机车电网侧的当前电压值小于第一阈值时，控制所述开关管保持断开，以 使得包括所述制动电阻的制动电阻回路处于非工作状态；
[0009] 当所述机车电网侧的当前电压值不小于第一阈值时，进一步判断所述机车电网侧 的当前电压值是否大于第二阈值；
[0010] 当所述机车电网侧的当前电压值大于第二阈值时，控制所述开关管保持闭合，以 使得包括所述制动电阻的制动电阻回路处于工作状态；
[0011] 当所述机车电网侧的当前电压值不大于第二阈值时，依据所述第一阈值、第二阈 值、所述机车电网侧的当前电压值以及制动总功率值，控制调整所述开关管的占空比。
[0012] 优选地，还包括：
[0013] 检测所述能量回馈系统中的回馈电流值和回馈电压值，依据所述回馈电流值和回 馈电压值计算得到回馈功率值；
[0014] 检测所述制动电阻回路中的制动电阻电流值和制动电阻电压值，依据所述制动电 阻电流值和制动电阻电压值计算得到制动电阻功率反馈值；
[0015] 其中，所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值的和为机车制动时生成的制动 总功率值。
[0016] 优选地，所述依据所述第一阈值、第二阈值以及所述机车电网侧的当前电压值，控 制调整所述开关管的占空比包括：
[0017] 将所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值求和得到制动总功率值；
[0018] 依据所述制动总功率值、第一阈值、第二阈值以及所述机车电网侧的当前电压值 计算得到一制动电阻功率给定值；
[0019] 将所述制动电阻功率给定值与所述制动电阻功率反馈值做差值处理，得到差值结 果；
[0020] 依据所述差值结果控制调整所述开关管的占空比。
[0021] 优选地，所述依据所述制动总功率值、第一阈值、第二阈值以及所述机车电网侧的 当前电压值计算得到一制动电阻功率给定值包括：
[0022] 利用公式
【权利要求】
1. 一种能量回馈控制方法，应用于能量回馈系统，其特征在于，所述能量回馈系统包括 制动电阻，所述制动电阻通过开关管串联接入所述能量回馈系统中，所述方法包括： 检测机车电网侧的当前电压，获得所述机车电网侧的当前电压值； 判断所述机车电网侧的当前电压值是否小于第一阈值； 当所述机车电网侧的当前电压值小于第一阈值时，控制所述开关管保持断开，以使得 包括所述制动电阻的制动电阻回路处于非工作状态； 当所述机车电网侧的当前电压值不小于第一阈值时，进一步判断所述机车电网侧的当 前电压值是否大于第二阈值； 当所述机车电网侧的当前电压值大于第二阈值时，控制所述开关管保持闭合，以使得 包括所述制动电阻的制动电阻回路处于工作状态； 当所述机车电网侧的当前电压值不大于第二阈值时，依据所述第一阈值、第二阈值、所 述机车电网侧的当前电压值以及制动总功率值，控制调整所述开关管的占空比。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 检测所述能量回馈系统中的回馈电流值和回馈电压值，依据所述回馈电流值和回馈电 压值计算得到回馈功率值； 检测所述制动电阻回路中的制动电阻电流值和制动电阻电压值，依据所述制动电阻电 流值和制动电阻电压值计算得到制动电阻功率反馈值； 其中，所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值的和为机车制动时生成的制动总功 率值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一阈值、第二阈值、所述 机车电网侧的当前电压值以及制动总功率值，控制调整所述开关管的占空比包括： 将所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值求和得到制动总功率值； 依据所述制动总功率值、第一阈值、第二阈值以及所述机车电网侧的当前电压值计算 得到一制动电阻功率给定值； 将所述制动电阻功率给定值与所述制动电阻功率反馈值做差值处理，得到差值结果； 依据所述差值结果控制调整所述开关管的占空比。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述制动总功率值、第一阈值、 第二阈值以及所述机车电网侧的当前电压值计算得到一制动电阻功率给定值包括： 利用公式/Xga计算所述制动电阻功率给定值P; UtZ-Uti 其中，U为所述机车电网侧的当前电压值，Utl为所述第一阈值，Ut2为所述第二阈值，Q,?为所述制动总功率值。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述差值结果控制调整所述开 关管的占空比包括： 依据所述差值结果，采用比例-积分-微分PID、模糊算法或智能控制算法控制调整所 述开关管的占空比。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
7. -种能量回馈系统，其特征在于，所述能量回馈系统包括制动电阻，所述制动电阻通 过开关管串联接入所述能量回馈系统中。
8. -种能量回馈系统，其特征在于，包括： 检测模块，用于检测机车电网侧的当前电压，获得所述机车电网侧的当前电压值； 第一判断模块，用于判断所述机车电网侧的当前电压值是否小于第一阈值； 控制模块，用于当所述第一判断模块判断所述机车电网侧的当前电压值小于第一阈 值时，控制所述开关管保持断开，以使得包括所述制动电阻的制动电阻回路处于非工作状 态； 第二判断模块，用于当所述第一判断模块判断所述机车电网侧的当前电压值不小于第 一阈值时，判断所述机车电网侧的当前电压值是否大于第二阈值； 所述控制模块还用于，当所述第二判断模块判断所述机车电网侧的当前电压值大于第 二阈值时，控制所述开关管保持闭合，以使得包括所述制动电阻的制动电阻回路处于工作 状态；以及当所述第二判断模块判断所述机车电网侧的当前电压值不大于第二阈值时，依 据所述第一阈值、第二阈值、所述机车电网侧的当前电压值以及制动总功率值，控制调整所 述开关管的占空比。
9. 根据权利要求8所述的能量回馈系统，其特征在于，还包括： 第一检测模块，用于检测所述能量回馈系统中的回馈电流值和回馈电压值； 第一计算模块，用于依据所述回馈电流值和回馈电压值计算得到回馈功率值； 第二检测模块，用于检测所述制动电阻回路中的制动电阻电流值和制动电阻电压值； 第二计算模块，用于依据所述制动电阻电流值和制动电阻电压值计算得到制动电阻功 率反馈值； 其中，所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值的和为机车制动时生成的制动总功 率值。
10. 根据权利要求9所述的能量回馈系统，其特征在于，所述控制模块包括： 第三计算模块，用于将所述回馈功率值和所述制动电阻功率反馈值求和得到制动总功 率值； 第四计算模块，用于依据所述制动总功率值、第一阈值、第二阈值以及所述机车电网侧 的当前电压值计算得到一制动电阻功率给定值； 第五计算模块，用于将所述制动电阻功率给定值与所述制动电阻功率反馈值做差值处 理，得到差值结果； 开关管控制模块，用于依据所述差值结果控制调整所述开关管的占空比。
【文档编号】B60L7/10GK104269885SQ201410570462
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】廖洪涛, 王磊, 李顺, 陈安俊, 贺琳 申请人:南车株洲电力机车有限公司