本技术涉及轨道交通牵引变流，特别是涉及一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统及方法。
背景技术：
1、随着我国经济持续发展，铁路运量需求日益增长，牵引负荷功率不断增加，而铁路牵引供电系统由于其基建特性，难以短期内做出适应性改进，导致了多台大功率轨道交通列车与牵引电网之间的容量不匹配问题日益凸显。在牵引供电臂末端，由于低容量牵引电网和大功率牵引负荷的双重作用下，引起网压跌落和电流相位迟滞问题。牵引电网电压跌落会降低牵引供电系统效率、导致牵引传动系统过流，甚至触发列车保护，严重危害车-网系统安全稳定运行。
2、针对低容量牵引电网中供电臂的电压跌落问题，现有的解决方案包括地面补偿和车载补偿；对于地面补偿方案，需要在沿线多处配置，初始投资和运行维护成本较高，且无法实时补偿无功，投切操作会对系统稳定性造成干扰；对于车载补偿方案，缺少成熟实用的无功指令生成逻辑以及网侧变流器动态无功补偿实时控制方法。
3、鉴于此，提供一种从列车自身角度提升对低容量牵引电网的适应能力的列车变流器的弱电网高适应性控制系统及方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统及方法，能够通过控制车载牵引变流器，实现动态补偿系统无功功率，抑制低容量牵引电网在列车大功率牵引工况引起的网压跌落现象。
2、本发明的第一个目的为提供一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统；
3、本发明提供的技术方案如下：
4、一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统，包括：传感器、牵引变流电路和控制装置；
5、所述传感器设置在所述牵引变流电路中；
6、所述控制装置通过所述传感器与所述牵引变流电路连接；
7、所述传感器，用于测量所述牵引变流电路的运行状态；
8、所述控制装置，用于获取所述传感器测量的运行状态，并对轨道交通列车牵引变流进行控制。
9、优选地，所述牵引变流电路，包括：受电弓、断路器、牵引变压器、四象限变流器、直流环节、牵引逆变器、牵引电机、双向斩波器和车载储能；
10、所述断路器分别与所述受电弓和所述牵引变压器连接；
11、所述牵引变压器通过接触器与所述四象限变流器连接；
12、所述四象限变流器通过所述直流环节与所述牵引逆变器连接；
13、所述牵引逆变器分别与所述牵引电机和所述双向斩波器连接；
14、所述双向斩波器和所述车载储能连接。
15、优选地，所述传感器包括：网侧电压互感器、网侧电流互感器、四象限电流传感器和直流电压传感器；
16、所述网侧电压互感器与所述受电弓连接；
17、所述网侧电流互感器分别与所述断路器和所述牵引变压器连接；
18、所述四象限电流传感器分别与所述牵引变压器和所述四象限变流器连接；
19、所述直流电压传感器分别与所述四象限变流器和所述所述牵引逆变器连接。
20、优选地，所述控制装置，包括：运行状态监测模块、网侧无功电流提取模块、无功电流容限计算模块、无功电流指令生成模块、动态无功电流补偿控制模块和牵引变流控制模块；
21、所述运行状态监测模块分别与所述传感器、所述网侧无功电流提取模块、所述无功电流容限计算模块和所述无功电流指令生成模块连接；
22、所述网侧无功电流提取模块与所述动态无功电流补偿控制模块连接；
23、所述无功电流容限计算模块与所述无功电流指令生成模块连接；
24、所述无功电流指令生成模块与所述动态无功电流补偿控制模块连接；
25、所述动态无功电流补偿控制模块与所述牵引变流控制模块连接；
26、所述运行状态监测模块，用于通过所述传感器获取网压状态信号、所述网侧电流信号以及列车运行工况数据；
27、所述网侧无功电流提取模块，用于根据所述网压状态信号和所述网侧电流信号实时计算网侧电流无功分量；
28、所述无功电流容限计算模块，用于根据所述网压状态信号和所述网侧电流信号实时计算当前牵引变流器的最大无功电流容限；
29、所述无功电流指令生成模块，用于根据所述网压状态信号、所述网侧电流信号和所述最大无功电流容限实时计算用于网压支撑功能的无功电流控制参考信号；
30、所述动态无功电流补偿控制模块，用于实时跟踪所述无功电流控制参考信号；
31、所述牵引变流控制模块，用于补偿网压、抑制网侧电流谐波、稳定直流电压以及控制牵引电机。
32、本发明的第二个目的为提供一种列车变流器的弱电网高适应性控制方法；
33、本发明提供的技术方案如下：
34、一种列车变流器的弱电网高适应性控制方法，基于权利要求1至4所述的列车变流器的弱电网高适应性控制系统，包括如下步骤：
35、在程序初始化阶段，写入轨道交通列车牵引特性曲线和最大无功电流容限值；
36、获取受电弓处网压有效值；
37、根据所述轨道交通列车牵引特性曲线、最大无功电流容限值和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令；
38、通过所述无功电流指令执行动态无功补偿实时控制策略以控制列车变流器运行。
39、优选地，所述在程序初始化阶段，写入轨道交通列车牵引特性曲线和最大无功电流容限值，具体包括：
40、程序初始化阶段，在无功电流指令生成模块中写入所述轨道交通列车牵引特性曲线和所述最大无功电流容限值。
41、优选地，在程序初始化阶段，写入所述轨道交通列车牵引特性曲线，具体包括：
42、写入所述轨道交通列车牵引特性曲线，以获得补偿电压门槛1和补偿电压门槛2。
43、优选地，所述补偿电压门槛1对应牵引特性曲线中列车输出额定功率范围的电压下限值；所述补偿门槛2对应牵引特性曲线中的最低持续电压值。
44、优选地，所述根据所述轨道交通列车牵引特性曲线、最大无功电流容限值和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令，具体包括：
45、根据所述补偿电压门槛1、所述补偿电压门槛2和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令。
46、优选地，所述根据所述补偿电压门槛1、所述补偿电压门槛2和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令，具体包括：
47、当所述受电弓处网压有效值大于等于所述补偿电压门槛1时，无需对牵引电网电压进行补偿，此时所述无功电流指令为0；
48、当所述受电弓处网压有效值小于所述补偿电压门槛1大于等于所述补偿电压门槛2时，需要对牵引电网电压进行补偿，此时所述无功电流指令处于从0到所述补偿电压门槛2对应的最大允许无功电流之间；
49、当所述受电弓处网压有效值小于所述补偿电压门槛2时，需要最大限度对牵引电网电压进行补偿，此时所述无功电流指令为最大无功电流容限值。
50、优选地，所述获取受电弓处网压有效值，具体包括：
51、对所述网压互感器采集的电压信号进行数字滤波后，通过预设方法计算出受电弓处网压有效值。
52、优选地，所述动态无功补偿实时控制策略通过以下方式生成：
53、在轨道交通列车网侧四象限变流器基本控制策略的基础上，增加无功补偿环节以形成所述动态无功补偿实时控制策略；
54、其中，所述无功补偿环节的指令由无功指令生成模块产生。
55、优选地，所述通过所述无功电流指令执行动态无功补偿实时控制策略以控制列车变流器运行，具体包括：
56、无功指令生成模块生成网侧无功补偿分量参考值；
57、将直流电压参考值与直流电压实时值通过pi控制器得到网侧有功分量参考值；
58、将所述网侧无功补偿分量参考值和网侧有功分量参考值分别与网侧无功电流分量和网侧有功电流分量进行比较，并通过pi控制器生成调制参考波；
59、所述调制参考波通过载波调制算法生成开关脉冲信号；
60、根据所述开关脉冲信号控制列车变流器运行。
61、本发明的第三个目的为提供一种电子设备；
62、本发明提供的技术方案如下：
63、一种电子设备，包括：
64、至少一个处理器；以及
65、与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行列车变流器的弱电网高适应性控制方法所述的方法步骤。
66、本发明的第四个目的为提供一种计算机可读存储介质；
67、本发明提供的技术方案如下：
68、一种计算机可读存储介质，所述存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行列车变流器的弱电网高适应性控制方法所述的方法步骤。
69、本发明提供的一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统，包括：传感器、牵引变流电路和控制装置；所述传感器设置在所述牵引变流电路中；所述控制装置通过所述传感器与所述牵引变流电路连接；所述传感器，用于测量所述牵引变流电路的运行状态；所述控制装置，用于获取所述传感器测量的运行状态，并对轨道交通列车牵引变流进行控制；本系统通过在牵引变流电路中设置传感器，然后通过控制系统获取传感器测量的运行状态，并进行轨道交通列车牵引变流控制，能够通过控制车载牵引变流器，实现动态补偿系统无功功率，抑制低容量牵引电网在列车大功率牵引工况引起的网压跌落现象。
70、本发明还提供了一种列车变流器的弱电网高适应性控制方法，由于该方法与该列车变流器的弱电网高适应性控制系统解决相同的技术问题，属于相同的技术构思，理应具有相同的有益效果，在此不再赘述。
1.一种列车变流器的弱电网高适应性控制系统，其特征在于，包括：传感器、牵引变流电路和控制装置；
2.根据权利要求1所述的列车变流器的弱电网高适应性控制系统，其特征在于，所述牵引变流电路，包括：受电弓、断路器、牵引变压器、四象限变流器、直流环节、牵引逆变器、牵引电机、双向斩波器和车载储能；
3.根据权利要求2所述的列车变流器的弱电网高适应性控制系统，其特征在于，所述传感器包括：网侧电压互感器、网侧电流互感器、四象限电流传感器和直流电压传感器；
4.根据权利要求1所述的列车变流器的弱电网高适应性控制系统，其特征在于，所述控制装置，包括：运行状态监测模块、网侧无功电流提取模块、无功电流容限计算模块、无功电流指令生成模块、动态无功电流补偿控制模块和牵引变流控制模块；
5.一种列车变流器的弱电网高适应性控制方法，基于权利要求1至4所述的列车变流器的弱电网高适应性控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述在程序初始化阶段，写入轨道交通列车牵引特性曲线和最大无功电流容限值，具体包括：
7.根据权利要求6所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，在程序初始化阶段，写入所述轨道交通列车牵引特性曲线，具体包括：
8.根据权利要求7所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述补偿电压门槛1对应牵引特性曲线中列车输出额定功率范围的电压下限值；所述补偿门槛2对应牵引特性曲线中的最低持续电压值。
9.根据权利要求7所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述根据所述轨道交通列车牵引特性曲线、最大无功电流容限值和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令，具体包括：
10.根据权利要求9所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述根据所述补偿电压门槛1、所述补偿电压门槛2和所述受电弓处网压有效值生成无功电流指令，具体包括：
11.根据权利要求5所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述获取受电弓处网压有效值，具体包括：
12.根据权利要求5所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述动态无功补偿实时控制策略通过以下方式生成：
13.根据权利要求5所述的列车变流器的弱电网高适应性控制方法，其特征在于，所述通过所述无功电流指令执行动态无功补偿实时控制策略以控制列车变流器运行，具体包括：
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行权利要求5至13任意一项所述的方法。
