一种基于浮动门槛值的能馈系统启动控制方法及控制系统与流程

本发明涉及再生能量能馈领域，尤其涉及一种基于浮动门槛值的能馈系统启动控制方法及控制系统。

背景技术：

21世纪的城市轨道交通将是追求节能环保的绿色交通系统。在整个城市轨道交通系统中，车辆能耗的占比一般都超过整个系统能耗的50％，随着城市轨道交通技术的迅猛发展，国内外各厂家对城轨车辆制动时产生能量的吸收和利用的研究越来越多。

城市轨道交通能馈装置系统电路原理如图1所示，能馈装置的启动门槛值、以及稳压值的高低直接关系到直流网电压的利用率。固定的门槛值不能判断出直流电网电压的升高是因为列车制动产生制动能量、还是因为交流侧电网电压波动、或者是直流电网的其他负载变化而导致的，因此采用固定的门槛值可能导致能馈系统误启动。装置的误启动会导致能馈装置与整流器直接形成环流，造成能量的大量浪费，并且增加了变流器的损耗，因此，对能馈系统进行正确的启动控制具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可有效解决采用固定门槛值方式下因电网电压波动而引起能馈系统误启动问题，减少设备不必要的损耗和能耗，有效提高整个能馈系统的经济指标，提高系统响应速度，保证能馈系统发挥最大作用的能馈系统启动控制方法及控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于浮动门槛值的能馈系统启动控制方法，包括如下步骤：

S1.获取交流电网实际电压值U_abc，直流电网实际电压值U_d；

S2.计算直流电网空载电压值U_o和浮动门槛值U_f；

S3.当所述直流电网实际电压值U_d大于所述浮动门槛值U_f且电网处于非空载状态时，启动能馈系统，否则不启动能馈系统。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中直流电网空载电压值U_o由交流电网实际电压值U_abc根据整流变压器的变比换算得出。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中的浮动门槛值通过式(1)计算得出：

$U_f=\frac{U_{abc}}{U_{abc1}}{U}_o+U_n-U_o---\left(1\right)$

式(1)中，U_f为浮动门槛值，U_abc为交流电网实际电压值，U_abc1为预设的交流电网空载电压值，U_o为直流电网空载电压值，U_n为预设的启动门槛期望值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，电网处于空载状态根据式(2)判断，式(2)成立时判定电网处于空载状态，

$|U_d-\frac{U_{abc}}{U_{abc1}}{U}_o|\≤X---\left(2\right)$

式(2)中，U_d为直流电网实际电压值，U_abc为交流电网实际电压值，U_abc1为预设的交流电网空载电压值，U_o为直流电网空载电压值，X为预设的空载判断门槛值。

作为本发明的进一步改进，当直流电网的网压等级为DC1500V时，所述预设的空载判断门槛值X的取值范围为[20，40]。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中所述启动能馈系统为延时预设的时间后启动能馈系统。

一种基于浮动门槛值的能馈系统启动控制系统，包括：

测量模块：用于获取交流电网实际电压值U_abc，直流电网实际电压值U_d；

计算模块：用于计算直流电网空载电压值U_o和浮动门槛值U_f；

启动控制模块：用于当所述直流电网实际电压值U_d大于所述浮动门槛值U_f且电网处于非空载状态时，启动能馈系统，否则不启动能馈系统。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明具有可自动判断电网是否处于空载状态，并通过设置浮动门槛值，可有效解决采用固定门槛值方式下因电网电压波动而引起能馈系统误启动问题，减少设备不必要的损耗和能耗，有效提高整个能馈系统的经济指标；另外通过浮动门槛的方式，根据网压实际情况选择最佳的启动门槛，进一步提高系统响应速度，保证能馈系统发挥最大作用。

附图说明

图1为能馈系统电路拓扑示意图。

图2为本发明具体实施例流程图。

图3为本发明具体实施例逻辑示意图。

图4为本发明具体实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图2和图3所示，本实施例基于浮动门槛值的能馈系统启动控制方法，包括如下步骤：S1.获取交流电网实际电压值U_abc，直流电网实际电压值U_d；S2.计算直流电网空载电压值U_o和浮动门槛值U_f；S3.当直流电网实际电压值U_d大于浮动门槛值U_f且电网处于非空载状态时，启动能馈系统，否则不启动能馈系统。

在本实施例中，步骤S2中直流电网空载电压值U_o由交流电网实际电压值U_abc根据整流变压器的变比换算得出。步骤S2中的浮动门槛值通过式(1)计算得出：

$U_f=\frac{U_{abc}}{U_{abc1}}{U}_o+U_n-U_o---\left(1\right)$

式(1)中，U_f为浮动门槛值，U_abc为交流电网实际电压值，U_abc1为预设的交流电网空载电压值，U_o为直流电网空载电压值，U_n为预设的启动门槛期望值。在本实施例中，预设的启动门槛值为上位机所设置的门槛值。

在本实施例中，步骤S3中，电网处于空载状态根据式(2)判断，式(2)成立时判定电网处于空载状态，

$|U_d-\frac{U_{abc}}{U_{abc1}}{U}_o|\≤X---\left(2\right)$

式(2)中，U_d为直流电网实际电压值，U_abc为交流电网实际电压值，U_abc1为预设的交流电网空载电压值，U_o为直流电网空载电压值，X为预设的空载判断门槛值。当直流电网的网压等级为DC1500V时，预设的空载判断门槛值X的取值范围为[20，40]。步骤S3中启动能馈系统为延时预设的时间后启动能馈系统。在本实施例中，延时时间设置为100毫秒。

在本实施例中，用一个具体实例来验证浮动门槛值，城轨列车的交流电网为35kV电网，即U_abc＝35000V，根据整流变压器的变比换算得到直流电网空载电压值为DC1670V，即U_o＝1670V，上位机所设置门槛值为1750V，即U_n＝1750V，直流电网为DC1500V电网，交流电网空载电压值为35.8kV，即U_abc1＝35800V，当然，交流电网空载电压值可以根据实际情况进行调整。考虑交流电网白天晚上的负荷不同，电网有±5％的波动，代入式(1)，可以计算得到浮动门槛值的波动范围为1666.5≤U_f≤1833.5，浮动门槛值的浮动范围达到了167V，可满足电网波动要求，能够有效防止能馈系统的误启动。

本发明具有可自动判断电网是否处于空载状态，并通过设置浮动门槛值，可有效解决采用固定门槛值方式下因电网电压波动而引起能馈系统误启动问题，减少设备不必要的损耗和能耗，有效提高整个能馈系统的经济指标；另外通过浮动门槛的方式，根据网压实际情况选择最佳的启动门槛，进一步提高系统响应速度，保证能馈系统发挥最大作用。

如图4所示，本实施例基于浮动门槛值的能馈系统启动控制系统包括：测量模块：用于获取交流电网实际电压值U_abc，直流电网实际电压值U_d；计算模块：用于计算直流电网空载电压值U_o和浮动门槛值U_f；启动控制模块：用于当直流电网实际电压值U_d大于浮动门槛值U_f且电网处于非空载状态时，启动能馈系统，否则不启动能馈系统。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。