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。在電感電流采樣準確、濾波電容無功補償準確的情況下，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。

實際因電感電流采樣偏差、無功補償不到位，就需要PI控制器對電流限幅進行微調(diào)，ADE7878作為電能計量芯片，具備較高的采樣精度，因此可用于校正功率。

2 實驗結(jié)果與分析

為驗證所提出的控制方法，研制了一臺峰值功率變換2MW、適用于2MW制動能量地鐵機組的雙饋變流設(shè)備，逆變并網(wǎng)試驗波形如圖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，此時逆變饋網(wǎng)總功率為2MW。

地鐵制動饋能實際工況過程如圖11(a)所示，設(shè)置整流啟動電壓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，地鐵制動饋網(wǎng)能量為2WM。

圖11地鐵制動能量回饋動態(tài)過程 ：

(a) 地鐵制動及牽引網(wǎng)電壓平衡動態(tài)過程

(b) 大逆變饋能啟動過程

(c) 大逆變停止過程

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制動滿載電流，變流器實現(xiàn)逆變饋能。

圖11(c)當(dāng)牽引網(wǎng)電壓逐漸下降到1550V時，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)跌落到大整流啟動點1450V時，大整流啟動。

因電壓環(huán)退積分速度和輸出限幅，裝置需要一段時間才能轉(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。

為驗證限功率控制功能，分別測試不同Pset、Qset以及PF設(shè)置值對應(yīng)功率分析儀WT1800測量的實際值，并計算偏差量。如下表1~表3。

表1  Pset設(shè)置值與實測值對比

表2  Qset設(shè)置值與實測值對比

綜合以上實驗數(shù)據(jù)可知通過限功率控制可使輸出有功功率、無功功率以及PF控制在預(yù)期精度內(nèi)，以滿足設(shè)計需求。

3 結(jié)論

依據(jù)2MW地鐵制動能量回饋實際工況，給出了一種地鐵制動能量回饋控策略及控制時序方案，并在一臺額定功率1MW(峰值功率2MW)的雙饋變流裝置得到驗證，提出的方法可有效回饋軌道交通的制動能量。