基于模块协同的混合式贯通牵引供电装置主动容错控制技术

王鑫; 郭祺; 涂春鸣; 侯玉超; 肖凡

doi:10.7500/AEPS20230223005

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基于模块协同的混合式贯通牵引供电装置主动容错控制技术

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于模块协同的混合式贯通牵引供电装置主动容错控制技术
- Active Fault-tolerant Control Technology of Hybrid Advanced Co-phase Traction Power Supply Device Based on Module Cooperation
- 电力系统自动化 2023年47卷第17期页码：169-177
- 作者机构：
  
  国家电能变换与控制工程技术研究中心（湖南大学），湖南省长沙市 410082
- 作者简介：
  
  王鑫(1997—)，男，博士研究生，主要研究方向：分布式能源与微能源网、贯通牵引供电系统及其能量管理。E-mail：wx815307656@foxmail.com
  郭祺(1993—)，男，通信作者，博士，副研究员，主要研究方向：电力电子变换器、分布式发电与电能质量先进控制。E-mail：qguo_215@163.com
  涂春鸣(1976—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电网新型调控技术与装备、分布式能源与微能源网、电能质量与高效利用。E-mail：chunming_tu@263.net
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB2601504);已申请国家发明专利（申请号：CN202211278285.6）
- DOI：10.7500/AEPS20230223005
  中图分类号：
- 收稿：2023-02-23，
  
  修回：2023-05-23，
  
  网络出版：2023-08-07，
  
  纸质出版：2023-09-10
- 稿件说明：
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王鑫,郭祺,涂春鸣等.基于模块协同的混合式贯通牵引供电装置主动容错控制技术[J].电力系统自动化,2023,47(17):169-177.

WANG Xin,GUO Qi,TU Chunming,et al.Active Fault-tolerant Control Technology of Hybrid Advanced Co-phase Traction Power Supply Device Based on Module Cooperation[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(17):169-177.
王鑫,郭祺,涂春鸣等.基于模块协同的混合式贯通牵引供电装置主动容错控制技术[J].电力系统自动化,2023,47(17):169-177. DOI： 10.7500/AEPS20230223005.

WANG Xin,GUO Qi,TU Chunming,et al.Active Fault-tolerant Control Technology of Hybrid Advanced Co-phase Traction Power Supply Device Based on Module Cooperation[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(17):169-177. DOI： 10.7500/AEPS20230223005.

摘要

新型混合式贯通牵引供电装置（NH-ACTPSD）为消弭电分相与负序等电能质量问题提供了契机，但NH-ACTPSD的内部模块故障将引发网侧负序电流、健康模块功率越限等问题。为此，提出一种面向NH-ACTPSD内部模块故障的主动容错控制技术，包含输入与输出模块故障两种情况。在输入模块故障时，分别提出动态调制系数与功率局部不平衡控制方法，通过健康模块间的协调控制有效解决模块功率越限与网侧负序电流问题；在输出模块故障时，采用主动旁路与健康模块升压运行的方法，实现NH-ACTPSD额定电压与额定功率输出。最后，实验结果表明了所提主动容错控制技术的可行性与有效性。

Abstract

The novel hybrid advanced co-phase traction power supply device (NH-ACTPSD) provides an opportunity to eliminate the problems of neutral section and negative sequences. However

the internal module failure of NH-ACTPSD will cause problems such as the grid-side negative sequence current and the healthy module power overload. Therefore

an active fault-tolerant control technology for the internal module fault of NH-ACTPSD is proposed

which includes both input and output module faults. When the input module is faulty

the dynamic modulation coefficient and the local unbalance control method of power are proposed to effectively solve the problems of healthy module power overload and grid-side negative sequence current through the coordinated control of healthy modules. When the output module is faulty

the methods of active bypass and healthy module boosting operation are adopted to realize the rated voltage and power output of NH-ACTPSD. Finally

the experimental results show the feasibility and effectiveness of the proposed active fault-tolerant control technology.

关键词

Keywords

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