一种新型电力机车牵引换流器设计.pdf

第 4 3卷 第 6期 2 0 1 7年 6月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo 1 ． 4 3 NO ． 6 J u n ．2 01 7 文章编 号 1 6 7 1 ～ 2 5 1 X 2 0 1 7 0 6 0 0 6 0 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 7 ． 0 6 ． 0 1 4 张红涛 ， 牛小伟． 一种新型 电力机车牵引换流器设计E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 6 6 O 一 6 4 ． 一 种新型电力机车牵引换流器设计 张 红 涛 ， 牛 小伟 郑州 铁路 职业 技 术学 院 机 车车辆 学 院 ，河南 郑州4 5 1 4 6 0 摘 要 针 对 传统 交 直交 电力机 车 牵 引 系统 存在 主 电路 结 构 复杂 、 功 率 和 电压 水 平 受 限 等 问题 ， 基 于采 用 全桥 型子模 块 的模块 化 多 电平换 流 器结构 ， 设 计 了一 种 单 相 Ac 一三 相 AC 电 力机 车 牵引换 流 器 ， 可 直接 驱 动三相异步牵引电动机 ， 从而取消了车载降压 变压器， 降低 了电力机车牵引系统的复杂度 。通过建立该换流 器在两相 同步旋转 q坐标 系的数学模型 ， 提 出了一种外环定交流电压控制策略和 内环直接 电流控制策略 。 仿 真 结果验 证 了该 换流 器及 控制 策略 的有 效 性 。 关键词 交直交电力机车；电力机车牵引；牵引换流器； 模块化 多电平换流器；全桥型子模块 ；直接 电 流 控 制 中 图分类 号 TD 6 0 文 献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 0 5 ～ 2 6 0 9 5 6 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 0 5 2 6 ． 0 9 5 6 ． 0 1 4 ． h t ml De s i g n o f a n o v e l t r a c t i o n c o n v e r t e r f o r e l e c t r i c l o c o mo t i v e ZHANG H o n gt a o， NI U Xi a o we i L o c o mo t i v e a n d Ve h i c l e De p a r t me n t ，Z h e n g z h o u Ra i l wa y Vo c a t i o n a l a n d Te c h n i c a l Co l l e g e ，Z h e n g z h o u 4 5 1 4 6 0 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f pr o bl e m s of c o mpl e x s t r uc t ur e of m a i n c i r c ui t a nd l i m i t e d p owe r a nd vo l t a g e e xi s t e d i n t r a di t i o na l t r a c t i on s ys t e m o f AC DC AC e l e c t r i c l oc o m o t i v e，a t r a c t i o n c on ve r t e r f or e l e c t r i c l o c omo t i v e wi t h s i ng l e p ha s e AC i npu t a n d t h r e e p ha s e AC o ut pu t wa s de s i g ne d ba s e d on s t r u c t u r e of m o du l a r m u l t i l e v e l c onv e r t e r u s i ng f ul l br i dg e s ub m o d ul e．The t r a c t i on c o nv e r t e r c a n dr i v e t r a c t i o n mot o r d i r e c t l y，S O 3 S t o e l i m i n a t e ve hi c l e mo unt e d s t e p do wn t r a ns f o r m e r a nd r e d uc e c o m p l e xi t y of t r a c t i on s y s t e m o f e l e c t r i c l o c o mo t i v e． A c o ns t a n t AC v ol t a ge c o nt r o l s t r a t e gy i n ou t e r l o o p a n d d i r e c t c ur r e n t c on t r o l s t r a t e g y i n i n ne r l oo p wa s p r o p os e d a c c o r di ng t o ma t he m a t i c m o de l o f t h e c on ve r t e r e s t a b l i s he d i n t wo - p h a s e s y n c h r o n o u s r o t a t i n g 如c o o r d i n a t e s y s t e m．Th e s i mu l a t i o n r e s u l t s v e r i f y v a l i d i t y o f t h e c o nv e r t e r a nd t he c o nt r o l s t r a t e gi e s ． Ke y wo r d s AC DC AC e l e c t r i c l oc o m o t i v e； e l e c t r i c l oc o m o t i v e t r a c t i o n；t r a c t i o n c on ve r t e r；m o du l a r mu l t i l e v e l c o n v e r t e r ；f u l 1 b r i d g e s u b mo d u l e ；d i r e c t c u r r e n t c o n t r o l 0 引言 交直交电力机车具有传动功率大 、 功率因数高、 谐波 含 量少 、 对 电 网污 染少 等优 点 ， 已成 为交 流 电力 机车发展 的主流趋 势与应用方 向 。传统交直交 电力 机 车牵 引系 统 主 电路 由车 载 降 压 变 压 器 、 四象 限整流器、 直流滤波器、 三相逆变器等环节构 成 ， 存在 多级 电能变换 ， 导致 出现 故 障的 可能 性增 大 ， 牵 引系统的控制及维修不便 。同时， 由于使用笨 重的 车载降压变压器与接触网连接 ， 限制了牵引系统功 率 和 电压 水 平 4 。 j 。 模 块 化 多 电 平 换 流 器 Mo d u l a r Mu l t i l e v e l C o n v e r t e r ， MMC 采 用 子 模 块 级 联 方 式 ， 具 有 耐 压 水平 高 、 输 出 电能质 量 好 、 开关 频 率低 、 无 器 件 均 压 收稿 日期 2 0 1 7 0 2 1 5 ； 修回 日期 2 0 1 7 - 0 4 2 4 ； 责任编辑 盛男 。 作者简介 张红涛 1 9 7 9 一 ， 男 ， 河南郑州人 ， 讲师 ， 硕士 ， 研究方 向为机车牵引 、 机车运用与检修 ， E ma i l 3 3 5 3 8 0 1 8 1 2 q q ． c o rn。 2 0 1 7 年 第 6期 张红涛等 一种新型 电力机车牵引换流器设计 6 1 问题等优点 ， 起初应用 于高压直流输 电领域[ 8 _ 9 】 ， 近 年来逐渐应用于轨道交通领域n 。文献 [ 1 1 - 1 2 ] 提 出 了 MMC结 构 的单 相 AC AC换 流 器 ， 将 接 触 网 5 O Hz 交 流 电通 过单 相 AC AC换 流 器 转换 成 中频 交 流 电后输 入 中频 变 压 器 ， 后 级 接 入 交 直 交 电路 驱 动 机 车 。采 用 中频 变 压 器 减 小 了系 统 体积 ， 但 由 于 引入了单相 AC AC变换环节 ， 增加 了电力机车主 电路 的复 杂度 。由于 接 触 网采 用 单 相 供 电形 式 ， 而 电力机 车采 用 三相 异 步 牵 引 电动机 驱 动 ， 为 实现 电 能 有效 传 递 ， 本 文 将 MMC 结 构 的 单 相 AC一三 相 AC换 流器 _ 1 3 ] 引人 交 直 交 电力 机 车 牵 引 系 统 ， 设 计 了一种 新型 电力 机 车 牵 引 换 流器 ； 通 过 建立 换 流 器 在两相 同 步旋 转 q坐标 系 的数 学模 型 ， 提 出 了 一 种 外 环定 交流 电压 控制 策 略和 内环直 接 电流控 制 策 略 ； 最 后 在 Ma t l a b ／ S i mu l i n k建 立 仿 真 模 型 进 行 验证 。 1换流 器 结构及 基本 原 理 MMC结构的单相 AC 一 三相 AC换流器拓扑结 构如 图 1所 示 。将 接 触 网 上 的 电 压 视 为 交 流 电 源 ，注 人换 流 器 的 电 流 为 i 。换 流 器 每 相 由上 桥 臂 和下桥 臂 组 成 ， 每 个 桥 臂 包 含 N 个 级 联 的 子 模 块 S M ， S M ， ⋯ ， S M 和 1个 桥 臂 电感 L 0 、 桥 臂 电 阻 R 。 。 a ， b ， c 相 上 桥臂 和下 桥臂 电压分 别为 和 “ ； 相 上桥 臂 和下 桥 臂 电流 分 别 为 i ， 和 i 一换 流器输 出电压 为 ； 流人 牵 引 电动机 的 电流为 i ， 。 L 0 牵引 电动机 图 1 M MC结 构 的 单 相 AC～三 相 AC换 流 器 拓 扑 结 构 采 用 全 桥 型 子 模 块 F u l l B r i d g e S u b mo d u l e ， F B S M 构 造 桥臂 。F B S M 由功率 开 关 T 一T 及 其 反 并联 二 极管 D 一D 与储 能 电容 C构 成 。 为 电 容 电压 ； “ 。 为 子模 块 A， B端 口电压 ； i 为子 模 块 电 流 。为 防止 F B S M 内部 直 接 导通 ， 不 允 许 T 和 T T。 和 T 同 时 导 通 。根 据 T 一 T 的 开 断 状 态 “ 1 ” 表 示 导通 ； “ O ” 表示 关 断 可得 不 同 的 F B S M 工 作 状态 ， 见 表 1 。 表 1 F B S M 工作状态 各桥 臂子 模块 按 照一定 的规 律从 桥臂 上投 入或 切 除 ， 桥臂 电压 由子模块 电压 叠加 构成 ， 上 桥臂 和下 桥臂 电压 可表示 为 f甜 一 ∑ s 1 ㈩ l 1,t nj 一 s 乱 式 中 S ， S 叫分 别 为 J相上 、 下 桥 臂 中第 i 一1 ， 2 ， ⋯ ，N 个子模块开关状态函数 ， 表示子模块的投入 状 态与 切除 状态 ； “ ， 分别 为 相 上 、 下 桥 臂 中 第 i 个子模块的电容 电压 。 换 流器 各桥臂 输 出 电压 的本质 是一 个受控 电压 源l_ 1 ， 其单相简化等效 电路如图 2所示 ， 其 中 z 为牵引 电动机 的等效负载 ， ， 为牵引 电动机定子端 电压 ， R 和 L 分别 为三 相交 流侧 等效 电阻 、 电感 。 图 2快 沉 器 单 相 简 化 等 效 电 蹯 由基尔 霍夫 电压 定律 可得 l 等 一 R 。 L 。 警 l ≥ 一 一 R 。 L 。 鲁 将式 2 中两 式分 别进 行加 减 后可得 6 2 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 f“ 一 “ R 。 L 。 一 譬 c 每 ． U c j -- i 3 若 忽 略桥 臂 电阻 R。与桥 臂 电感 L 。的损 耗 ， 由 式 3 可得 如 下结 论 ① 为 防止 接 触 网 电流 严 重 畸 变 ，需控 制 换 流 器 每 相 上 桥 臂 和 下 桥 臂 电 压 之 和 “ ， “ ， 等 于接触 网电压 U 。② 为有 效 控 制 注入 牵 引 电动机 的电流 ， 需控 制 ， 一 ， 的大 小 来 得 到 期 望 的输 出 电压 。 2 换 流器 控制 策 略 由 图 2可得 换 流器 三相 交流 侧输 出电压 的表 达 式为 一 R L 。 譬 4 对 式 4 进 行 P a r k变 换 ， 得 到 换 流 器在 两 相 同 步旋转 q坐标 系下 的数学 模 型 U sd 一 “ d R L 等一 止 。 ．． 5 U cq 一 R L 鲁一 d 式 中 M ， 分 别 为 换 流器 输 出 三相 电压 在 d轴 和 q轴 上 的分量 ； ， U 分别 为牵 引 电动机 定子 端 三 相 电压在 d轴和 q轴上 的分 量 ； i ， i 分别 为 换 流 器输 出三相 电流在 d 轴 和 q轴 上 的分 量 ； 为 三 相 输 出 电压 、 电 流 的基 频 角频率 。 式 5 显示 了 d轴 和 q轴 之 间 电压 与 电 流 的关 系 ， 为 有效 控制 换 流器输 出 电流 ， 采用 直接 电流 控 制 策略 。该控 制策 略需 要 反 馈 d轴 、 q轴 的 电压 和 电 流 ， 还需 要 将换 流器 桥臂 电感 考虑 在 内 ， 因此可 得直 接 电流控制 策 略下 换 流 器 期 望 输 出 电 压 在 d轴 和 q轴 上 的分量 “ 和 三 表 达式 为 I “ c d U d 一 止 K i 争 i j { ， 6 l 三 一 一c K i 争 一 i q 式 中 L 。 一L L 。 ／ 2 ； K。 ． ， K。 ， 分别为 电流控 制器的 比例系数 、 积分 系数 ； ， 分别为换流器期望输 出 电流在 d 轴和 q轴上 的分 量 。 三相异 步牵 引 电动机 在 机车 制动 时可 能存 在 能 量反馈 ， 但在大多数情况下牵引 电动机作 为负载消 耗 电能 ， 可将 能 量 反 馈 当作 特 殊 情 况 处 理 。本 文 只 考 虑牵 引 电动机 的输 出状 况 ， 将 单 相 A C一三相 AC 换 流器 向 牵 引 电动 机 供 电 视 为 向一 个 无 源 网 络 供 电 ， 需控 制牵 引 电动 机定 子侧 的交流 电压 ， 即控制 换 流 器输 出 的三相 交 流 电压 ， 因此 采 用 定 交 流 电压 控 制 策略 。 ， 由 定 交 流 电 压 控 制 策 略 产 生 ， 其 表 达 式为 J f K 1 “ U d I ＼ 5 ／ ， 7 1 一 K “ 一 式 中 K。 ， Ki 分 别 为 电压 控 制器 的 比例 系数 、 积 分 系数 ； ， 分 别为 牵 引 电动 机定 子端 期 望 电压 在 d轴 和 q轴 上 的分 量 。 根 据式 6 、 式 7 可 得 单 相 AC一 三 相 AC换 流 器 控制 原理 ， 如 图 3所 示 。 图 中交 流 电压 参 考 量 由 牵引电动机调速 系统 给定 ， 具体参考文献 [ 2 ] ； 为 换 流器 输 出 电压 的相 位 ， 用 于 P a r k坐 标 变换 ； 电容 电压排 序算 法 可实 现 换 流 器 电容 电 压 的 均衡 控 制 ， 具体参考文献[ 1 2 ] 。 图 3 单相 AC 一 三相 AC换流器控制 原理 3仿真 分 析 为 验证 新 型 电力机 车牵 引换 流器 及 其控 制策 略 的有 效性 ， 在 Ma t l a b ／ S i mu l i n k中搭 建 仿 真 模 型 ， 其 主要 参数 见 表 2 。 表 2 仿 真模 型基本参数 接触 网额定 电压／ 频率 桥臂子模块数 子模块 电容 i相交流侧等效 电阻／ 电感 桥臂等效 电阻／ 电感 2 5 k V／5 0 Hz 5 0 1 i I l F 0 ． 2 n／ 1 0 mH 0 ．1 n／ 1 0 mH 为 使机 车恒 转 矩 启 动 ， 通 常 要 求 牵 引 电动 机 磁 通保 持恒 定 ， 而磁 通 正 比于 E ／ f E为 牵 引 电动机 内 部 电动 势 ， _厂为牵 引 电动机 供 电频 率 。 由于牵 引 电 动机 的外 部 定子 电压 U 与 E 相 近 ， 可令 牵 引 电动机 2 0 1 7年第 6期 张红涛等 一种新型电力机车牵引换流器设计 6 3 按照 恒定 的 U／ f调 节换 流器 输 出 交流 电压和 频 率 。 设置仿真工况 1 在 0 ． 2 S 时牵引电动机供电频率从 5 0 Hz 跳变 至 4 0 Hz ， 并 以 1 0 0 Hz ／ s的速 度 逐渐 上 升至 7 0 Hz ； 设 定 U／ f 1 2 0 。牵 引 电动机 变频 调 速 时换 流器 输 出 电压及 其 频 率 仿 真 波 形 如 图 4所 示 。 从 图 4可看 出 ， 0 ． 2 S前换 流器 三相 输 出 电压 频率 为 5 0 Hz ， 幅值 稳 定 在 6 0 0 0 V； 当牵 引 电 动 机 供 电频 率 跳 变 为 4 0 Hz时 ， 换 流器 三相 输 出 电压 没有 冲击 ， 幅值为 4 8 5 0 V； 随后牵 引电动机供 电频率逐 渐上 升 ， 当频 率达 到 7 0 Hz 时 ， 换 流器 三 相输 出 电压 幅值 为 8 4 1 0 V。随着 牵 引 电动 机 供 电频 率 的 增 大 ， 换 流器三相输 出电压 幅值及频率逐渐增大 ， 且电压 与 频率的数值 比与设定值 1 2 0相差不大， 此外没有 冲 击 电压 产生 ， 三 相 电压动 态过 程平 滑 ， 表 明本 文 设计 的牵引换流器能够有效控制输出电压 幅值 和频率 ， 适用 于 牵引 电动 机变 频调 速控 制 。 l 脚一 一 1 祷 蟋 0 ． 1 O 0 ． 1 5 0_2 O 0 ．2 5 0 ． 3 0 0 - 3 5 0 ． 4 0 0 ．4 5 0 ． 5 O 时间／ s a 输 出电压 0． 1 0 0 1 U． 2 0 0． Z 0． 3 0 0． 35 0． 40 0． 45 0． 5 0 时间／ S b 输出电压频率 图 4牵引 电动机 变频 调速时换流器输出 电压及 其频率仿 真波形 为 验证 牵 引换 流器 对牵 引 电动机 负载 变化 的适 应能力 ， 设置仿真工况 2 交流电压为 8 9 0 0 V； 牵引 电动 机 供 电频 率 为 6 0 Hz ； 在 0 ． 2 S 时牵 引 电动机 负 载 由 3 MW 突变 至 6 MW ， 并 在 0 ． 3 S时 由 6 MW 恢 复 至 3 MW 。牵 引 电动机 负载 变化 时接 触 网 电流 及 换 流器 三相 输 出 电压 、 电流仿 真 波形 如 图 5所示 。 从 图 5可看 出 ， 负载增 大 时接触 网电流 幅值 增大 ， 负 载 变 小 时接触 网电流 幅值 变 小 ； 换 流 器 三 相 输 出 电 压幅值基本保持不变 ， 电压波形 良好 ； 换流器三相输 出电 流注入 牵 引 电动 机 ， 当 负载 变 大 时 输 入 牵 引 电 动 机 的 电流增 大 ， 当 负 载 变小 时输 入 牵 引 电动 机 的 电流减 小 ， 电 流跳 变 过 程 平 滑 。仿 真 结 果 表 明本 文 设 计 的牵 引换 流器 能够 较好 地适 应牵 引 电动机 负载 突 变情 况 。 1 0 一 O 一 1 0． 1 5 0． 20 0． 2 5 0 3 0 0． 3 5 0． 4 0 时 间／ s a 接触 网输 出电流 量 ； 一 0 0 煺 一 0 0 0． I 5 0_ 2O 0． 25 0_ 3 0 0． 35 0． 40 时间／ s b 换流器输出电压 o． 1 5 o． 2 0 0 ． 2 5 o 3 0 o． 35 0 ． 4 0 时间／ s c 换流器输出电流 图 5 牵 引电动机 负载变化 时接触网 电流及换流器输 出电压 、 电流仿真波形 4结 论 1 基 于 MMC结构 的单 相 AC 一 三相 AC电力 机 车牵 引换 流器 采 用 全桥 型 子模 块 结 构 ， 可 直 接 驱 动 牵 引 电动 机 ， 取消 了笨 重 的车载 降压 变压 器 ， 降低 了电力机车牵引系统的复杂度 ， 同时能够有效控制 输出电压幅值和频率 ， 具有 良好的输 出电能质量。 2 针 对 电力机 车牵 引换 流 器 提 出的 外环 定 交 流 电压 控制策 略 和 内环 直 接 电流控 制策 略可 有效实 现换 流 器输 出 电压 、 电流 和频率 的控 制 ， 在 牵 引 电动 机变 频 调速和 负 载 突变 等 运 行 工 况 下 ， 电 压 和 电流 波形 质量 良好 ， 无 冲击 电压 和 电流产 生 。 参考文献 郭建 ， 陈涛 ， 张志学 ， 等． 电流 源型 逆变器 在交 直机 车 制动模式 中 的应用 研 究 E J 3 ． 机 车 电传 动 ， 2 0 1 6 3 3 3 36 ． 李强 ， 吴命利． 交流传 动机 车与直 流传动 机车混 合运 用条 件下 牵引 网电压控 制技 术E J 3 ． 铁 道学 报 ， 2 0 1 4 ， 3 6 8 I 9 - 2 4 ． 吴生举 ， 应 婷 ， 荆延杰． 标准动车组 四象 限整 流器及控 制系统实 时仿 真E J 3 ． 机车电传动 ， 2 0 1 6 4 3 3 3 8 ． 梅桂芳 ， 安 昱 ， 牛化鹏 ， 等． 一 种 I G B T 串联 功率模 块 的设计[ J ] ． 电气传 动 ， 2 0 1 6 ， 4 6 1 2 7 2 7 6 ． 石祥花 ， 许 津铭 ， 谢少军． 三电平中点钳位变换器 电容 电压 自平衡机理与 均压 控制 策略 [ J ] ． 电力 系统 自动 化 ， 2 O 1 4 ， 3 8 7 9 5 - 1 0 0 ． 8 4 O 4 8 ] ] ] ] ] l 2 3 4 5 [ [ [ [ [ 第 4 3卷 第 6 期 2 0 1 7年 6月 工矿 自 动化 I ndus t r y a nd M i ne Au t oma t i on Vo1 ． 4 3 NO ． 6 J u n．2 O 1 7 文 章编 号 1 6 7 1 2 5 l X 2 0 1 7 0 6 0 0 6 4 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 7 ． 0 6 ． 0 1 5 黄华． 煤矿节能减排多 目标优化研究[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 6 6 4 6 8 ． 煤矿节能减排多目标优化研究 黄 华 重庆工程职业技术学院 现代教育技术 中心，重庆4 0 2 2 6 0 摘 要 针 对 传统 煤矿 节 能减排 优化 模 型选取 的 目标 函数 比较 单 一 的 问题 ， 构 建 了涵 盖 经济 效 益 、 能 源 消 耗 、 污染物 排放 量 等 目标 函数 的 煤矿 节能 减排 多 目标优 化模 型 ， 并应 用基 于改进 的蝙 蝠算 法 寻找 3个 目标 函 数之 间的优 化 解 ， 实现 了经 济效 益最 大化 、 能 源 消耗 最低 化 、 污 染物 排放 量 最 少化 的优 化 结果 。仿 真 结 果 表 明， 相 比于 P S O E、 NS GA I I 算法， 改进 的蝙蝠算法能够在较短的迭代步数 内获取较 高的个体适应度， 且能 够 实现较佳 的 多 目标优 化 结果 ， 符合 节能规 划 的 目标 需求 。 关键 词 煤矿 节能 减排 ；多 目标 函数 ；多 目标优 化 ；污染 物排放 量 ； 蝙 蝠 算 法 ；差分进 化 算 法 中图分类 号 TD6 7 文献标 志 码 A 网络 出版时 间 2 0 1 7 0 5 2 6 0 9 5 8 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 O 1 7 0 5 2 6 ． 0 9 5 8 ． 0 1 5 ． h t ml Re s e a r c h o n mu l t i o b j e c t i v e o p t i mi z a t i o n o f c o a l mi n e e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n H UANG H u a M o d e r n Ed u c a t i o n Te c h n o l o g y Ce n t e r ，Ch o n g q i n g Vo c a t i o n a l I n s t i t u t e o f En g i n e e r i n g， Cho ng q i ng 4 0 22 6 0，Chi n a Ab s t r a c t I n v i e w o f p r o b l e m o f s i n g l e o b j e c t i v e f u n c t i o n e x i s t e d i n t r a d i t i o n a l o p t i mi z a t i o n mo d e l o f c o a l e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n ，a mu l t i o b j e c t i v e o p t i mi z a t i o n mo d e l o f c o a l mi n e e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n wa s e s t a b l i s h e d ，wh i c h c o n t a i n s o b j e c t i v e f u n c t i o n s o f e c o n o mi c b e n e f i t s ，e n e r g y c ons umpt i on a nd po l l ut a nt e m i s s i on s． I mp r o v e d ba t a l go r i t hm wa s a pp l i e d t o l o ok f o r t he op t i mi z a t i o n 收稿 日期 2 O 1 6 1 1 - 2 5 ； 修 回日期 2 0 l 7 一 O 2 1 7 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 四川省教育厅理工科重点项 目 1 4 Z A0 2 8 7 。 作者简介 黄华 1 9 8 2 一 ， 男 ， 重庆永川人 ， 实验师 ， 硕士 ， 研 究方向为计算 机科学与技术 、 网络信息安全与管理 ， E ma il 0 3 0 3 1 0 6 8 1 6 3 ． C O IT I 。 [ 6] [7] [ 8] [ 9] [ 1 O ] [ 1 1 ] 周立 明 ， 陶洪亮 ， 周成 ， 等． 城 轨制 动能量 消耗 装置 控 制策 略研 究 与应 用 [ J ] ． 大功 率变 流 技 术 ， 2 O 1 4 1 38 41 ． 马伯 乐 ， 杨光 ， 忻力． 大功 率 I G B T直接并联 应用 技术 研究l- J ] ． 机车 电传动 ， 2 0 1 4 1 1 1 - 1 5 ． 胡兴 杰 ， 郭家虎 ， 马修情． 基 于 MMC的轻 型高压 直流 输 电系统控制装 置设 计[ J ] ． 电源技术 ， 2 o 1 4 ， 3 8 5 9 35 93 7． 李 云丰 ， 宋 平 岗， 江 浪 ， 等． 基于 E L模 型 的 MMC无 源控制器设计[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 4 ， 4 0 3 7 4 7 9 ． 宋平岗 ， 林家 通 ， 李 云丰 ， 等． 基 于模块 化多 电平 的铁 路功率 调 节 器 直 接 功 率 控 制 策 略 [ J ] ．电 网技 术 ， 2 O1 5， 39 9 25 1卜25 1 8． GLI NKA M ， MARQUARDT R． A n e w s i n g l e p h a s e AC／ AC mu l t i l e v e l c o n v e r t e r f o r t r a c t i o n v e h i c l e s o p e r a t i n g o n AC l i n e v o l t a g e [ J ] ．E u r o p e a n P o we r El e c t r o n i c s a n d Dr i v e s J o u r n a l ， 2 0 0 4 ， 1 4 4 7 一 l 2 ． 陈晓森 ， 刘 万勋 ， 孔增辉 ， 等． 单相交 ／ 交 MMC的简化 模型 及 电 容 电 压平 衡 [ J ] ． 电 源 学 报 ， 2 0 1 5 ， l 3 6 36 43 ． GLI NKA M ，MARQUARDT R．A n e w AC／ AC mu l t i l e v e l c o n v e r t e r f a mi l y [ J ] ． I E E E Tr a n s a c t i o n s o n I n d u s t r i a l El e c t r o n i c s ， 2 0 0 5 ， 5 2 3 6 6 2 6 6 9 ． 周诗嘉 ， 林卫星 ， 姚 良忠 ， 等． 两 电平 VS C与 MMC通 用 型平 均值 仿真 模型 [ J ] ． 电力 系统 自动化 ， 2 0 1 5 ， 3 9 1 2 1 38 1 4 5． 许建 中 ， 赵 成勇 ， ANI R UD D HA M G ． 模块 化 多 电平 换 流器 戴维南等效 整体 建模 方法 [ j ] ． 中国电机 工 程 学 报 ， 2 0 l 5 ， 3 5 8 1 9 1 9 1 9 2 9 ． 口 口 口