由上圖可知，電流環(huán)限幅主要由Pset/Ug和 Qset/Ug決定，限功率環(huán)PI控制器起到微調(diào)作用。在電感電流采樣準(zhǔn)確、濾波電容無(wú)功補(bǔ)償準(zhǔn)確的情況下，限功率控制環(huán)PI控制器輸出為0，電流限幅直接等于Pset/Ug和Qset/Ug。

實(shí)際因電感電流采樣偏差、無(wú)功補(bǔ)償不到位，就需要PI控制器對(duì)電流限幅進(jìn)行微調(diào)，ADE7878作為電能計(jì)量芯片，具備較高的采樣精度，因此可用于校正功率。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為驗(yàn)證所提出的控制方法，研制了一臺(tái)峰值功率變換2MW、適用于2MW制動(dòng)能量地鐵機(jī)組的雙饋?zhàn)兞髟O(shè)備，逆變并網(wǎng)試驗(yàn)波形如圖10所示。

其中通道4為并網(wǎng)AB線電壓900V，通道1~3分別為A、B、C三相電流，此時(shí)逆變饋網(wǎng)總功率為2MW。

地鐵制動(dòng)饋能實(shí)際工況過(guò)程如圖11(a)所示，設(shè)置整流啟動(dòng)電壓Urec_start=1450V、整流停止電壓 Urec_stop=1500V、電壓環(huán)電壓給定值Uref=1500V、饋能啟動(dòng)電壓Uinv_start=1650V，饋能停止電壓 Uinv_stop=1550V。中通道1為牽引網(wǎng)電壓，通道3為A相輸出電流，地鐵制動(dòng)饋網(wǎng)能量為2WM。

圖11地鐵制動(dòng)能量回饋動(dòng)態(tài)過(guò)程 ：

(a) 地鐵制動(dòng)及牽引網(wǎng)電壓平衡動(dòng)態(tài)過(guò)程

(b) 大逆變饋能啟動(dòng)過(guò)程

(c) 大逆變停止過(guò)程

圖11(b)當(dāng)牽引網(wǎng)電壓逐漸抬升到1650V后輸出電流在300ms內(nèi)遞增到1WM制動(dòng)滿載電流，變流器實(shí)現(xiàn)逆變饋能。

圖11(c)當(dāng)牽引網(wǎng)電壓逐漸下降到1550V時(shí)，大逆變停止，輸出電流幅值逐漸減小，因大逆變停止的限幅漸變速度較慢，電流減小速度明顯小于遞增速度。當(dāng)牽引網(wǎng)電壓繼續(xù)跌落到大整流啟動(dòng)點(diǎn)1450V時(shí)，大整流啟動(dòng)。

因電壓環(huán)退積分速度和輸出限幅，裝置需要一段時(shí)間才能轉(zhuǎn)入整流狀態(tài)。牽引網(wǎng)電壓逐漸恢復(fù)到大整流停止點(diǎn)以上，大整流停止，整流電流逐漸遞減至小整流電流值，維持牽引網(wǎng)電壓平衡。

為驗(yàn)證限功率控制功能，分別測(cè)試不同Pset、Qset以及PF設(shè)置值對(duì)應(yīng)功率分析儀WT1800測(cè)量的實(shí)際值，并計(jì)算偏差量。如下表1~表3。

表1  Pset設(shè)置值與實(shí)測(cè)值對(duì)比

表2  Qset設(shè)置值與實(shí)測(cè)值對(duì)比

綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知通過(guò)限功率控制可使輸出有功功率、無(wú)功功率以及PF控制在預(yù)期精度內(nèi)，以滿足設(shè)計(jì)需求。

3 結(jié)論

依據(jù)2MW地鐵制動(dòng)能量回饋實(shí)際工況，給出了一種地鐵制動(dòng)能量回饋控策略及控制時(shí)序方案，并在一臺(tái)額定功率1MW(峰值功率2MW)的雙饋?zhàn)兞餮b置得到驗(yàn)證，提出的方法可有效回饋軌道交通的制動(dòng)能量。