1.本技术涉及变压器偏磁抑制技术领域，特别涉及一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术：2.贯通式柔性牵引供电系统，用静止功率变换器(static power converter，spc)取代传统牵引变压器，进行三相到单相的电能变换，实现牵引网的贯通连接，取消了电分相，消减了电能质量问题，同时可以双边供电、进行广域能量调控，具有很好的发展前景。
3.在牵引供电系统结构发生改变后，其保护机制也有更高的要求：一方面要注意故障下的电压电流对spc的影响，一方面要注意限制故障沿着贯通的牵引网传播而造成大面积停车。对于牵引网短路故障，为满足以上要求，相关技术通过使spc不间断运行来控制故障电流。在正常运行期间和短路故障期间spc分别处于稳压控制(vltage frequency control，vfc)模式和故障稳流控制(fault current control，fcc)模式。
4.然而，在spc装置由静置到启动建立电压，以及牵引网短路故障发生与清除过程中的模式切换带来电压幅值的突变，可能使spc的输出变压器在短时内出现严重的偏磁。目前，相关技术多是解决直流偏磁小幅度积累问题，缺乏针对贯通式柔性牵引供电系统的场景下变压器偏磁问题的具体研究，亟待解决。
技术实现要素：5.本技术提供一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法、装置、电子设备及存储介质，以解决贯通式柔性牵引供电系统的场景下spc输出变压器偏磁等问题。
6.本技术第一方面实施例提供一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法，包括以下步骤：识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；在所述实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；在所述实际工况为稳压运行工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；在所述实际工况为故障稳流运行与所述稳压运行之间的第二切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案或所述预设的电压相位拼接控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。
7.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，使得所述贯通同相牵引供电系统进入所述稳压运行工况后，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。
8.可选地，在本技术的一个实施例中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁
抑制控制方案，包括：采集变压器原边的原边电流值和变压器副边的副边电流值；将所述原边电流值按第一比例计算后与所述副边电流值做差，将差值进行第二比例计算后得到变压器补偿电压信号；将所述变压器补偿电压信号进行取反后加入变流器的调制电压参考值中，进行闭环负反馈调节。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立电压时，控制变流器的调制参考电压信号的幅值在所述缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值。
10.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压
±
90
°
相位控制方案，包括：在所述贯通同相牵引供电系统启动时，通过控制变流器使电压初始相位为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
11.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压相位拼接控制方案，包括：采集所述接触网短路故障发生时刻的系统电压瞬时值；根据所述电压瞬时值计算电压相位θr；在所述故障稳流运行转变为所述稳压运行的时刻，将变流器调制电压的相位切换为所述电压相位，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
12.本技术第二方面实施例提供一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置，包括：识别模块，用于识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；第一抑制模块，用于在所述实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；第二抑制模块，用于在所述实际工况为稳压运行工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；第三抑制模块，用于在所述实际工况为故障稳流运行与所述稳压运行之间的第二切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案或所述预设的电压相位拼接控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，使得所述贯通同相牵引供电系统进入所述稳压运行工况后，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，所述第二抑制模块，包括：采集单元，用于采集变压器原边的原边电流值和变压器副边的副边电流值；计算单元，用于将所述原边电流值按第一比例计算后与所述副边电流值做差，将差值进行第二比例计算后得到变压器补偿电压信号；调节单元，用于将所述变压器补偿电压信号进行取反后加入变流器的调制电压参考值中，进行闭环负反馈调节。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立电压时，控制变流器的调制参考电压信号
的幅值在所述缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值。
16.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第一切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压
±
90
°
相位控制方案，包括：在所述贯通同相牵引供电系统启动时，通过控制变流器使电压初始相位为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
17.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压相位拼接控制方案，包括：采集所述接触网短路故障发生时刻的系统电压瞬时值；根据所述电压瞬时值计算电压相位；在所述故障稳流运行转变为所述稳压运行的时刻，将变流器调制电压的相位切换为所述电压相位，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
18.本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以执行如上述实施例所述的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。
19.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以执行如上述实施例所述的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。
20.由此，本技术至少具有如下有益效果：
21.识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；在实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；在实际工况为稳压运行工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；在实际工况为故障稳流运行与稳压运行之间的第二切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压相位拼接控制方案，对贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制，从而使得系统在由静置到启动，以及在接触网短路故障处理过程中，能够抑制spc输出变压器直流偏磁，避免变压器进入单向磁饱和，避免励磁电流激增而触发相关保护使spc闭锁，对直流偏磁的控制速度快，且实现方法简单，无需增加额外的硬件装置。由此，解决了贯通式柔性牵引供电系统的场景下spc输出变压器偏磁等问题。
22.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
23.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1为根据本技术实施例提供的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法的流程图；
25.图2为根据本技术一个实施例提供的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法的原理图；
26.图3为根据本技术一个实施例提供的偏磁抑制控制方法的执行逻辑示意图；
27.图4为根据本技术一个实施例提供的有磁通观测器的偏磁抑制控制方法具体的实
施流程；
28.图5为根据本技术一个实施例提供的电压缓启动方案进行变压器偏磁控制的执行逻辑示意图；
29.图6为根据本技术一个实施例提供的相位连续控制方案进行变压器偏磁控制的执行逻辑示意图；
30.图7为根据本技术实施例的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置的示例图；
31.图8为申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
32.附图标记说明：识别模块-100、第一抑制模块-200、第二抑制模块-300、第三抑制模块-400、存储器-801、处理器-802、通信接口-803。
具体实施方式
33.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
34.下面参考附图描述本技术实施例的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法、装置、电子设备及存储介质。针对上述背景技术中提到的问题，本技术提供了一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法，在该方法中，通过识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；在实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；在实际工况为稳压运行工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；在实际工况为暂态过程与稳压控制之间的第二切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压相位拼接控制方案，对贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制，从而使得系统在由静置到启动，以及在接触网短路故障处理过程中，能够抑制spc输出变压器直流偏磁，避免变压器进入单向磁饱和，避免励磁电流激增而触发相关保护使spc闭锁，对直流偏磁的控制速度快，且实现方法简单，无需增加额外的硬件装置。由此，解决了贯通式柔性牵引供电系统的场景下spc输出变压器偏磁等问题。
35.为了对本技术实施例的偏磁抑制方法进行介绍，首先介绍一下贯通同相牵引供电系统中偏磁产生的场景，具体地，贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁问题，主要分成以下三类：
36.第一类、系统由静置启动，进入vfc模式建立电压时与电压初始相位相关的偏磁；
37.第二类、在系统已经建立电压并稳定运行时，即在vfc模式下，由于变流器输出电压不理想对称，在长期积分下也可能积累直流偏磁；
38.第三类、牵引网发生短路故障，系统进入故障稳流控制fcc模式，故障切除后重新进入vfc模式的系统电压暂态过程可能带来变压器偏磁。
39.本技术的实施例针对上述正常启动或模式切换的短时过程导致的偏磁问题，提出了三种启动控制方法：
40.方法1，电压缓启动控制，电压幅值从0缓慢抬升至给定值，相位可以预设某一固定值；
41.方法2，电压
±
90
°
相位控制，电压幅值从0阶跃至给定值，相位设置为90度或-90度；
42.方法3，电压相位拼接控制，电压幅值从0阶跃至给定值，相位设置为从vfc模式切换至fcc模式的初始时刻的相位记录值，即忽略fcc模式下电压相位的一系列变化，令vfc模式的电压相位在故障后与故障前基本保持一致。
43.下面针对这几类偏磁详细介绍本技术实施例的上述偏磁抑制方法。
44.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法的流程图。
45.如图1所示，该贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法包括以下步骤：
46.在步骤s101中，识别贯通同相牵引供电系统的实际工况。
47.可以理解的是，本技术的实施例根据贯通同相牵引供电系统的实际工况的不同，执行不同的偏磁抑制控制方案。在本技术的实施例中，实际工况可以包括贯通同相牵引供电系统静置、启动、暂态过程以及vfc以及其之间的切换过程等。为了对本技术的方案进行更好的描述，本技术的实施例对实际工况进行限定，其中，将贯通同相牵引供电系统静置与启动之间的工况切换称为第一切换工况，将贯通同相牵引供电系统故障稳流运行与稳压运行之间的工况切换称为第二切换工况，其中，故障稳流运行是贯通同相牵引供电系统发生接触网短路故障的应对模式。识别出贯通同相牵引供电系统的实际工况后，贯通同相牵引供电系统执行对应的偏磁抑制方法，下面进行详细介绍。
48.在步骤s102中，在实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制。
49.需要说明的是，本技术所提的偏磁控制方法主要由两部分构成，在图2中对应虚线方框
①
与虚线方框
②
表示的部分。其中方框
①
代表上述偏磁抑制控制，在整个vfc中都起作用，纠正偏磁或抑制偏磁的产生。方框
②
代表vfc的启动方案，仅在进入vfc模式建立电压时起作用，本技术提供两种vfc启动方案，vfc启动方案一：电压缓启动控制；vfc启动方案二：电压
±
90
°
相位控制，视情况选择其中一种即可。
50.本技术的实施例所适用的范围是所有牵引所模型切换行为一致的小系统，即发生接触网短路故障后，所有牵引所均会从vfc切换到fcc控制中，在故障清除后，所有牵引所同步切换回vfc，且统一使用同一种vfc启动方案。具体地，上述偏磁抑制控制方案以及两种vfc启动方案的具体实施过程将在下文进行详细介绍。
51.可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立电压时，控制变流器的调制参考电压信号的幅值在缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值，包括但不限于线性方式增长，同时初始相位可以预设为一固定值。
52.可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，使得贯通同相牵引供电系统进入稳压运行工况后，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通
同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。
53.上述电压缓启动方案即vfc启动方案一，具体地，在本技术的实施例中，首先根据系统启动速度需要以及缓解偏磁情况等的考虑设置合适的缓启动时长t_m，典型取值如100ms～1s；在建立电压时让变流器的调制参考电压信号的幅值在缓启动时长内由0线性增加到额定幅值，以线性增长为例：
[0054][0055]
进入vfc模式的电压缓启动方案的特征在于，在建立电压的过程基本上不产生偏磁，该方法可以直接解决第一类情况的偏磁问题；对于第三类偏磁问题，重新进入vfc模式时电压缓启动也起到不带来新的直流偏磁的作用，但是无法消除短路故障发生时留下的剩磁，对第三类偏磁问题的控制效果有限。
[0056]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压
±
90
°
相位控制方案，包括：在贯通同相牵引供电系统启动时，通过控制变流器使电压初始相位为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0057]
具体地，在本技术的实施例中，电压
±
90
°
相位控制方案即vfc启动方案二，对于系统由静置进入vfc模式的情况，在启动时通过变流器控制电压初始相位为余弦下
±
90
°
，即可解决上述第一类偏磁情况的问题；同样的，对第三类偏磁问题，电压
±
90
°
相位控制起到不带来新的直流偏磁的作用，但是无法消除短路故障发生时留下的剩磁，对第三类偏磁问题的控制效果有限。
[0058]
在步骤s103中，在实际工况为稳压运行工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正。
[0059]
可选地，在本技术的一个实施例中，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，包括：采集变压器原边的原边电流值和变压器副边的副边电流值；将原边电流值按第一比例计算后与副边电流值做差，将差值进行第二比例计算后得到变压器补偿电压信号；将变压器补偿电压信号进行取反后加入变流器的调制电压参考值中，进行闭环负反馈调节。
[0060]
具体地，在本技术的实施例中，图3展示了本技术的偏磁抑制控制方法的执行逻辑。如图3所示，上述偏磁抑制控制方法首先需要在变压器原边及副边安装电流传感器，并实时采集原、副边的电流i1、i2；然后需要进行信号处理，将一次侧电流i1按变比k
inv
折算到二次侧，与二次侧电流i2相减即可得到一个表征变压器励磁电流的偏磁信号相减即可得到一个表征变压器励磁电流的偏磁信号然后将i_bias乘以适当的比例系数得到针对该偏磁情况的补偿电压信号u_compensation；将补偿电压信号u_compensation取相反数后加入到变流器的调制电压参考值中，本质上实现了一个偏磁量的闭环负反馈。
[0061]
可以理解的是，上述偏磁抑制控制方法的特征在于采集电流信号以及反馈的电压补偿信号均为瞬时值，因此具有偏磁控制速度快的优点。
[0062]
另外，上述偏磁抑制控制方法为没有直接的磁通观测器下的方法，如果具有相关的变压器磁通观测器，可以直接观测相应的偏磁信号φ_bias，来进行反馈控制，原理与上
述方法相同。图4展示了有磁通观测器的偏磁抑制控制方法具体的实施流程。
[0063]
在步骤s104中，在实际工况为故障稳流运行与稳压运行之间的第二切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压相位拼接控制方案，对贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。
[0064]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况和第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立额定电压时，控制变流器的调制参考电压信号的幅值在缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值，包括但不限于线性方式增长，同时初始相位可以预设为一固定值。
[0065]
具体地，在第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案与第一切换工况的电压缓启动控制方案相同，不进行详细赘述。需要说明的是，上述第二切换工况对应第三类偏磁问题，缓启动只能抑制部分的直流偏磁，剩下的部分需要依靠直流偏磁抑制控制来消除。
[0066]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压相位拼接控制方案，包括：采集接触网短路故障发生时刻的系统电压瞬时值；根据电压瞬时值计算电压相位θr；在故障稳流控制转变为稳压控制的时刻，将变流器调制电压的相位切换为电压相位θr，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0067]
具体地，在本技术的实施例中，在电压相位拼接控制方案中，对于经过短路故障并清除故障后再次进入vfc模式的情况，首先需要在控制逻辑中加入一个相位存储变量，在检测到故障发生的时刻记录下该时刻的系统电压相位然后在故障切除后，再次进入vfc的时刻将变流器调制电压的相位瞬间切换为同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0068]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压相位拼接控制方案，使得贯通同相牵引供电系统进入稳压运行工况后，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。
[0069]
可以理解的是，进入vfc模式的相位连续控制方案的特征在于，需要通过变流器的控制使整个系统的电压相位发生切换，对于目前规模较小的贯通式柔性牵引供电系统是可以实现的；实际工程中在故障发生及切除等暂态的过程里，受到系统外部条件约束，变流器电压的实际输出可能并不完全等于控制参考值，所以仍会有一定的直流偏磁，同样需要依靠上述偏磁抑制控制进行纠正。
[0070]
下面将结合附图，通过具体的实施例对贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法进行阐述。本技术所提出的变压器偏磁控制方法的实施主要包括选择电压缓启动以及选择电压相位控制两种方案。
[0071]
图5展示了电压缓启动方案进行变压器偏磁控制的执行逻辑。如图5所示：
[0072]
状态1：系统由静置启动，偏磁抑制控制开始起作用，选择电压缓启动方案建立电压。
[0073]
状态2：进入稳定的vfc模式，监测到牵引网电流，如果大于等于设定阈值判断牵引网发生短路故障，进入下一个状态，否则维持在此状态，通过变流器控制牵引网电压保持一定值。
[0074]
状态3：系统切换到fcc模式，由于此时变流器输出电压幅值相对而言很小，对磁通影响很小，该状态下没有偏磁抑制控制。监测到牵引网电压，如果大于等于设定阈值判断牵引网短路故障已清除，进入下一个状态，否则维持在此状态，通过变流器控制牵引网电流保持一定值。
[0075]
状态4：系统重新进入vfc模式，偏磁抑制控制开始起作用，选择电压缓启动建立电压，让电压幅值从0线性增至所需电压幅值，此后再次进入状态2。
[0076]
图6展示了相位连续控制方案进行变压器偏磁控制的执行逻辑。如图6所示：
[0077]
状态1：系统由静置启动，偏磁抑制控制开始起作用，选择电压
±
90
°
相位控制方案建立电压，将电压初始相位设置为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0078]
状态2：进入稳定的vfc模式，监测到牵引网电流，如果大于等于设定阈值判断牵引网发生短路故障，进入下一个状态，否则维持在此状态，通过变流器控制牵引网电压保持一定值。
[0079]
状态3：系统切换到fcc模式，记录此时系统的电压相位θr。
[0080]
状态4：进入稳定的fcc，由于此时变流器输出电压幅值相对而言很小，对磁通影响很小，该状态下没有偏磁抑制控制。监测到牵引网电压，如果大于等于设定阈值判断牵引网短路故障已清除，进入下一个状态，否则维持在此状态，通过变流器控制牵引网电流保持一定值。
[0081]
状态5：系统重新进入vfc模式，偏磁抑制控制开始起作用，选择电压
±
90
°
相位控制方案建立电压，通过变流器控制将系统电压相位整体切换到之前记录的θr，同时电压幅值从0阶跃至给定值并保持为所需值，此后再次进入状态2。
[0082]
需要说明的是，本技术的附图所示实施流程里系统运行模式切换的判据分别是：i2超过设定阈值i
set
时，判断系统从稳压运行工况切换到故障稳流运行工况；u2超过设定阈值u
set
时，判断系统从故障稳流运行工况切换到稳压运行工况。模式切换判据包含但不限于上述方法。
[0083]
本技术的实施例经过了pscad软件的仿真、动模试验以及北京大兴机场线贯通牵引供电实际工程应用，证实了所提偏磁控制方法的可行性与可靠性。
[0084]
根据本技术实施例提出的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法，完整分析了贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁问题，包括三种主要的直流偏磁产生情景，提出了一种针对贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁控制的方法，包括在正常运行时起作用的偏磁抑制控制以及在建立电压时起作用的缓启动控制与电压相位控制。详细叙述了偏磁控制方法的具体实施方法和实施流程。并落实到贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁产生的具体原因与特征，对偏磁问题以及偏磁控制方法原理及实施方法进行了深入分析与阐述，控制方法具有针对性，且给出偏磁控制方法详实有效，可推广应用于类似的场景中。
[0085]
其次参照附图描述根据本技术实施例提出的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置。
[0086]
图7是本技术实施例的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置的方框示意图。
[0087]
如图7所示，该贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置10包括：识别模
块100、第一抑制模块200、第二抑制模块300以及第三抑制模块400。
[0088]
其中，识别模块100，用于识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；第一抑制模块200，用于在实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；第二抑制模块300，用于在实际工况为稳压运行工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；第三抑制模块400，用于在实际工况为故障稳流运行与稳压运行之间的第二切换工况时，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压相位拼接控制方案，对贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。
[0089]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况和第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设电压
±
90
°
相位控制方案，使得贯通同相牵引供电系统进入稳压运行工况后，贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对贯通同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。
[0090]
可选地，在本技术的一个实施例中，第二抑制模块300，包括：采集单元，用于采集变压器原边的原边电流值和变压器副边的副边电流值；计算单元，用于将原边电流值按第一比例计算后与副边电流值做差，将差值进行第二比例计算后得到变压器补偿电压信号；调节单元，用于将变压器补偿电压信号进行取反后加入变流器的调制电压参考值中，进行闭环负反馈调节。
[0091]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况和第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立电压时，控制变流器的调制参考电压信号的幅值在缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值。
[0092]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第一切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压
±
90
°
相位控制方案，包括：在贯通同相牵引供电系统启动时，通过控制变流器使电压初始相位为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0093]
可选地，在本技术的一个实施例中，在第二切换工况中，贯通同相牵引供电系统执行预设的电压相位拼接控制方案，包括：采集接触网短路故障发生时刻的系统电压瞬时值；根据电压瞬时值计算电压相位；在故障稳流控制转变为稳压控制的时刻，将变流器调制电压的相位切换为电压相位，同时电压幅值从0阶跃至给定值。
[0094]
需要说明的是，前述对一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置，此处不再赘述。
[0095]
根据本技术实施例提出的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置，通过分析贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁问题，包括三种主要的直流偏磁产生情景。提出了一种针对贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁控制的方法，包括在正常运行时起作用的偏磁抑制控制以及在建立电压时起作用的缓启动控制与电压相位控制。本技术落实到贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁产生的具体原因与特征，对偏磁问题以及偏磁控制方法原理及实施方法进行了深入分析与阐述，控制方法具有针对性，且给出偏磁控制方法详实有效，可推广应用于类似的场景中。
[0096]
图8为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
[0097]
存储器801、处理器802及存储在存储器801上并可在处理器802上运行的计算机程序。
[0098]
处理器802执行程序时实现上述实施例中提供的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。
[0099]
进一步地，电子设备还包括：
[0100]
通信接口803，用于存储器801和处理器802之间的通信。
[0101]
存储器801，用于存放可在处理器802上运行的计算机程序。
[0102]
存储器801可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0103]
如果存储器801、处理器802和通信接口803独立实现，则通信接口803、存储器801和处理器802可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0104]
可选的，在具体实现上，如果存储器801、处理器802及通信接口803，集成在一块芯片上实现，则存储器801、处理器802及通信接口803可以通过内部接口完成相互间的通信。
[0105]
处理器802可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0106]
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上的一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。
[0107]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0108]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0109]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0110]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0111]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
技术特征：1.一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；在所述实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；在所述实际工况为稳压运行工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；在所述实际工况为故障稳流运行与所述稳压运行之间的第二切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案或所述预设的电压相位拼接控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设电压
±
90
°
相位控制方案，使得所述贯通同相牵引供电系统进入所述稳压运行工况后，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中的偏磁进行纠正。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，包括：采集变压器原边的原边电流值和变压器副边的副边电流值；将所述原边电流值按第一比例计算后与所述副边电流值做差，将差值进行第二比例计算后得到变压器补偿电压信号；将所述变压器补偿电压信号进行取反后加入变流器的调制电压参考值中，进行闭环负反馈调节。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一切换工况和所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案，包括：根据变流器主回路参数和控制保护参数确定缓启动时长；在建立额定电压时，控制变流器的调制参考电压信号的幅值在所述缓启动时长内以单调递增的方式增长至所需幅值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压
±
90
°
相位控制方案，包括：在所述贯通同相牵引供电系统启动时，通过控制变流器使电压初始相位为余弦下
±
90
°
，同时电压幅值从0阶跃至给定值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二切换工况中，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压相位拼接控制方案，包括：采集所述接触网短路故障发生时刻的系统电压瞬时值；根据所述电压瞬时值计算电压相位；在所述故障稳流运行转变为所述稳压运行的时刻，将变流器调制电压的相位切换为所述电压相位，同时电压幅值从0阶跃至给定值。7.一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制装置，其特征在于，包括：
识别模块，用于识别贯通同相牵引供电系统的实际工况；第一抑制模块，用于在所述实际工况为系统静置与系统启动之间的第一切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的电压缓启动控制方案或预设的电压
±
90
°
相位控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统建立电压时产生的偏磁进行抑制；第二抑制模块，用于在所述实际工况为稳压运行工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行预设的偏磁抑制控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统中产生的偏磁进行抑制或纠正；第三抑制模块，用于在所述实际工况为故障稳流运行与所述稳压运行之间的第二切换工况时，所述贯通同相牵引供电系统执行所述预设的电压缓启动控制方案或所述预设的电压相位拼接控制方案，对所述贯通同相牵引供电系统暂态过程产生的偏磁进行抑制。8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-6任一项所述的贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法。
技术总结本申请公开了一种贯通同相牵引供电系统控制切换过程偏磁抑制方法、装置、电子设备及存储介质，通过分析贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁问题，包括三种主要的直流偏磁产生情景。提出了一种针对贯通式柔性牵引供电系统中的输出变压器偏磁控制的方法，包括在正常运行时起作用的偏磁抑制控制以及在建立电压时起作用的缓启动控制、电压
技术研发人员：林云志 魏应冬 李增勤 李笑倩 谭妮 郭旭 柴淑颖 陆超
受保护的技术使用者：清华大学 中铁电气工业有限公司
技术研发日：2022.07.06
技术公布日：2022/11/1
