本文給出了基于三電平逆變拓撲輸出功率達2MW的地鐵制動能量回饋控制邏輯及控制策略，并給出了相應的實驗結果。
1 雙饋逆變器控制系統
1.1 地鐵列車供電分析
軌道交通列車采用直流牽引供電，安全性與可靠性是城市軌道交通的根本，因此整流機組采用技術可靠的24脈波二極管整流方案實現。二極管的單向導電特性，使得列車在電制動時反饋到直流牽引網的能量無法回饋到電網，引起電壓攀升，因此需要配置回饋裝置抑制電壓攀升，使列車安全運行。
如圖1所示，列車在1500V至1800V的網壓條件下運行時，其牽引系統的電制動能力可以正常發揮，當網壓超過limit1(1800V)時，其電制動能力將隨網壓的升高而線性地下降，直至電壓升高到limit2(1950V)，電制動能力降為0，如果接觸網網壓繼續升高到limit3(2050V)時，牽引系統控制單元將封鎖IGBT驅動，進行第一級軟保護，當網壓繼續越升至limit4(2100V)時，牽引系統將切斷其供電主回路的高速斷路器，進行第二級硬保護。
由此可知，需將直流網壓抑制在1800V以內。根據寧波地鐵實測數據，列車在無任何吸收的情況下，直流牽引網壓將在300ms內攀升至2100V。
整流機組帶有下垂特性，根據廣州地鐵九號線數據，負載為0.5%Ie，電壓不超過1650V；100%Ie電壓不超過1500V；300%Ie電壓不低于1320V。
綜上分析，考慮到列車吸收、接觸網阻抗以及避免與整流機組構成環流，一般回饋啟動電壓點設置為1700左右。考慮到裝置不會頻繁啟動整流功能，將整流啟動電壓點設定為1500V，在列車牽引時，將下垂的電壓拉回至1500V。
1.2 系統模型分析
圖2給出了本文設計的地鐵制動能量回饋裝置的功率回路原理圖，系統由直流柜、變流器柜、變壓器柜三部分組成。直流牽引網通過直流1500V開關、隔離開關以及電抗器送到變流器柜輸入，經過三相半橋逆變單元將制動能量的直流電轉換成交流電，再通過升壓變壓器升至33kV并入中壓電網。
系統控制拓撲如圖3所示（接觸器、斷路器不參與閉環控制，這里省略），前級掛接牽引網，額定電壓1500V，在地鐵運行期間直流母線電壓隨地鐵啟動和制動而波動。系統控制主要包括：并網電流控制（含孤島擾動、直流分量控制）、電壓控制、限功率控制、鎖相控制、中點電位平衡控制以及SVPWM調制。
