基于多變量控制的高鐵低頻振蕩過電壓阻尼方法

向 川，劉志剛，張桂南，姚書龍

（西南交通大學 電氣工程學院，四川 成都 610031）

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隨著高速鐵路的迅速發展，新型“交-直-交”牽引傳動模式的動車組EMU（Electrical Multiple Units）因其功率因數高、功率大、牽引力大等優勢在電氣化鐵路系統中得到廣泛應用。但機車運行密度的增大也導致了一些問題的產生：1995年4月，瑞士蘇黎世發生了由諧波過電流引起的機車封鎖事故［1］；京哈線、京津城際自開通以來也數次出現車網電氣量振蕩現象［2］。

截至目前，國內外相關學者針對該問題從動車組變流器控制方面開展了相關研究。文獻［1］利用級聯諧波傳遞函數分析控制系統穩定性，得出車網系統穩定性由整流器控制決定；文獻［3］利用赫爾維茨判據和小增益原理分析了PI參數對車網系統穩定性的影響；文獻［4］通過dq解耦的方式進行動車控制系統建模，分析得出二階廣義積分器參數與車網系統穩定性的關系；文獻［5］通過瞬時值模型和簡化基波頻率模型分析系統低頻動態特性，得出控制系統的結構和參數對車網系統穩定性的影響。以上研究均認為動車整流器控制策略是影響車網電氣量振蕩的關鍵，并分別通過調節其控制參數或改進控制策略對該現象進行相關抑制。

傳統整流器控制方法主要分為2類：間接電流控制［6］和直接電流控制［7］。 瞬態直接電流控制是電力機車和高速動車組目前采用較多的控制策略。為了改善機車線側脈沖整流器控制性能，文獻［8-10］提出多變量控制方法應用于單相16.7 Hz牽引網機車線側變流器，但是未從理論分析角度給出完善解析；……