基于遗传算法的城轨交通超级电容储能装置能量管理和容量配置优化研究

在城轨交通供电系统中应用超级电容储能装置可以有效回收列车制动能量,抑制直流网压波动。首先建立了包含列车和超级电容储能装置的城轨交通供电系统仿真平台,且综合考虑节能电量、投资成本和电价等因素,计算超级电容储能装置的经济效率,并将其作为储能装置能量管理和容量配置优化的目标函数。提出了一种结合城市轨道交通供电系统仿真模拟平台和遗传算法的优化方法,实现储能装置能量管理控制参数和容量配置方案的同时优化。最后以某条地铁线路为例,通过仿真对比验证论文提出优化方法的有效性,使应用于城轨交通供电系统的超级电容储能装置得到最大的经济效率。     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。     

光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统模式研究

城市轨道交通具有应用分布式光伏发电系统的广阔空间.以上海城市轨道交通为例,开展了光伏发电接入城轨交通供电系统的可行性与并网方式研究.理论计算及仿真分析结果表明,光伏发电接入城轨交通供电系统是可行的.光伏发电系统接入城市轨道交通供电系统具有交流并网和直流并网2种模式.交流并网模式具有控制策略简单成熟的优点;直流侧并网模式通过控制策略优化补偿牵引网电压减少接触网损耗,具有提高城轨交通牵引供电质量和节能的双重作用.     

光伏并网下城市轨道交通供电系统动态运行仿真研究

为分析光伏发电并网对城市轨道交通供电系统运行的影响，提出一种考虑城市轨道交通交直流牵引供电系统及光伏发电并网的动态运行仿真方法。所提仿真方法针对牵引供电系统的直流侧建立数学仿真模型，考虑系统平行多导体传输特性，求解多列车动态运行情况下的牵引变电所功率波动。基于Matlab/Simulink软件建立城市轨道交通供电系统交流侧的仿真模型，并使用三相动态负荷等效城市轨道交通供电系统直流侧牵引变电所的功率波动。基于Matlab/Simulink软件搭建光伏发电并网模块，并建立光伏发电系统并入城市轨道交通供电系统的仿真模型。以常州地铁1号线的线路参数为例，分析了光伏发电系统对城市轨道交通供电系统的潮流参数、网压有效值及网压波动的影响，并对比分析了不同功率、不同并网电流的光伏发电系统接入不同负荷率的城市轨道交通供电系统时的影响。仿真结果表明：光伏发电系统的接入能够有效降低供电系统直流侧对交流电网的功率需求，但也会对城市轨道交通供电系统的电能质量产生影响；随着供电系统负荷率、光伏并网电流及并网功率的增大，光伏发电系统的接入对城市轨道交通供电系统电能质量的影响也逐渐增大。     

地铁牵引所框架保护的优化方案

地铁直流牵引供电系统是劾车的动力之源,电能从牵引变电所经馈线电线．接触网（轨）输送给电力机车．而又从电客车经轨道回路,回流线,流回变电所。DC1500V供电的安全可靠运行是地铁运营关注的重点。在确定直流牵引供电系统方案时,应综合分析系统的灵活性和可靠性,并应考虑当直流供电系统发生故障时,能迅速切除故障点．同时通过相邻牵引变电所及时恢复对地铁列车的供电。     

城市轨道交通专用回流轨系统研究

城市轨道交通直流牵引供电系统采用走行轨回流会产生杂散电流,影响沿线金属管线、土建结构的安全和使用寿命.为彻底消除杂散电流的危害,经过研究采用架空接触网加专用回流轨系统方案,可消除杂散电流长期对沿线金属管线的不利影响,有效降低城市轨道交通杂散电流防护的全寿命周期成本.     

基于OOCPN结线分析和反向推理的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法

基于面向对象的思想和有色Petri网理论,构建库所的令牌,描述城市轨道交通牵引供电系统中组成结点的元件、开关及结点的含源性质,进而建立城市轨道交通牵引供电系统结线分析的OOCPN(Object-Ori-ented Colored Petri-Nets)模型。求解该模型可确定城市轨道交通牵引供电系统的故障域;然后结合专家经验以及牵引变电所综合自动化系统轮询到的保护动作信息,通过反向推理遍历搜索该故障域,对故障元件进行定位;根据专家推理规则以及城市轨道交通牵引变电所内的保护配合关系,判断开关的拒动行为。以城市轨道交通牵引供电系统馈线短路且馈线开关拒动为例进行验证,结果表明:提出的城市轨道交通牵引供电系统故障诊断方法能够实现对故障元件的准确定位和开关拒动行为的判断。     

基于列车运行图的接触网系统可用性指标计算

城市轨道交通接触网系统是一个无备用、重要的为列车运营提供电能的配电系统,它的可用性指标与列车正常运营密切相关。目前国内公开发表的有关城市轨道交通接触网系统可用性指标计算方法的文章比较少,为了对接触网系统可用性指标的定量计算进行探讨,提出了一种基于列车运行图的定量化计算方法。     

城市轨道交通低净空车站接触网链形悬挂的研究与实践

改革开放以来,我国城市轨道交通得到广泛重视和发展,特别是进入21世纪以后,城市快速轨道交通进入了一个新的发展阶段,相继有十几个城市在建设和积极筹划之中.其中大部分城市轨道交通供电系统的牵引网采用的是架空柔性接触网.在城市轨道交通工程中,往往会遇到低净空车站和隧道,还可能会遇到低净空的既有建筑物.在进行接触网设计时,由于受低净空的限制,制约了架空接触网正常的悬挂模式,这样难免会引起接触网悬挂标准的下降.     

城市轨道交通供电系统仿真软件开发研究

讨论了城市轨道交通供电系统仿真软件开发的原则,对软件所涉及的主要元件如整流器、机车、接触网等分别建模.采用交直流混和潮流计算,能动态反映交流系统、直流系统、机车系统的相互影响.改进了地网络模型,考虑了地质结构对轨道电位、杂散电流的影响.     

城市轨道交通与干线铁路衔接段的接触网设计方案研究

分析了城市轨道交通与干线铁路2个系统的接触网组成,总结了 2个系统在牵引供电制式、悬挂方式、接触线高度、设备限界、回流网、开关设备、轨道车辆高压电器设备等方面的差异.根据城市轨道交通与干线铁路所采用的授流方式,提出了在二者的衔接段采用直流架空接触网和交流架空接触网衔接、直流接触轨与交流架空接触网衔接2种设计方案.该研究...     

新型轨道交通再生制动能量吸收装置研究

城市轨道交通具有站间距离短、车辆运行密度高等特点,列车在频繁的起动与制动过程中会产生数量可观的制动能量。目前再生制动能量回收较多采用电阻吸收或逆变回馈加电阻的形式,能量回收率和利用率都较低。根据逆变回馈和电容储能的特点,组成逆变+储能的新型再生制动能量吸收装置:直流母线制动电能通过逆变器接入400 V车站低压配电系统,超级电容通过DC/DC双向变换器并联在直流母线上,较平稳的制动功率直接经逆变器给车站负荷供电,较大的尖峰功率由超级电容吸收,再供负荷或车辆起动加速用。根据列车的制动特性,以某地铁线路实际数据为例,计算了列车实际的制动功率和能量,给出了逆变器和储能的功率及容量配置方案。所提方案能够完全吸收利用再生制动能量,且所需储能容量较小。     

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统方案对比分析

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统包括再生制动能量回馈系统、再生制动能量储存系统和混合型再生制动能量利用系统。回馈型系统可实现交流电网与直流母线的能量双向流动;储能型系统是将列车多余制动能量存储到储能单元中,起动时再将能量释放出来供列车使用,储能元件有超级电容、蓄电池及飞轮;混合型系统是回馈型和储能型的组合,其功能及性能兼具2种系统的特点。3种系统方案各有特点,均可实现列车制动能量回馈利用,减少电网能耗,不仅在节能环保方面有重要意义,对于整个城市轨道交通行业降低运营成本将具有重大影响。     

城市轨道交通牵引联调典型场景测试研究

介绍了城市轨道交通牵引供电系统的主要功能需求及联调联试的相关要求。介绍了接触网单边供电模式下和大双边供电模式下单列AW3 (超载)列车测试和多列AW0(空载)列车测试场景及测试流程。以某城市轨道交通1号线为例进行测试数据分析。结果表明,该线牵引供电系统的供电能力设计能够满足线路初期和负载特性的需求。     

超级电容储能装置在城市轨道交通中的应用

利用超级电容特性并结合城市轨道交通特点,设计一种用于城市轨道交通的储能装置,以维持在车辆启动和再生制动时的电压稳定,减少隧道内因电阻发热而产生的温升.通过吸收再生制动能量,在列车启动时释放能量,使其循环利用,实现节约环保.     

城市轨道交通上网及越区供电方案的优化

通过分析城市轨道交通工程直流牵引供电系统的运行方式和发生故障时的特点,提出了传统的接触网上网及越区供电方案的不足,并提出新型的优化方案:接触网上网组合开关柜。最后阐述了新型接触网上网组合开关柜方案在技术、经济、运营等方面的优越性。     

津滨轻轨架空接触网雷害防治研究

研究目的:城市轨道架空接触网雷电过电压危害日益突出,其供电系统架空接触网是无备用设备,雷击损坏设备时将直接影响运营安全。津滨轻轨工程是架空接触网遭受雷害最为严重的城市轨道交通工程之一,根据津滨线接触网的具体情况建立相应的数学模型,利用软件对接触网雷电闪络特性进行分析,改进津滨轻轨接触网既有防雷措施,提高其抗雷电灾害的能力,同时研制适用于城市轨道交通接触网的专用避雷器。研究结论:(1)城市轨道交通供电系统采取雷电过电压防护措施有效降低了雷击过电压条件下架空绝缘子击穿闪络破损概率,降低了变电所雷击跳闸概率,达到了牵引供电系统可靠性要求,满足了运营安全性的要求;(2)国内工程中对绝缘子没有防护措施,避雷器不能防止反击跳闸,因此造成了严重的事故损失;(3)由于架空接触网绝缘子耐雷水平过低,因此并联安装带间隙金属氧化物避雷器是防止绝缘子雷击损坏的有效措施;(4)接触网钢支柱应接地,接触网系统应架设架空地线,并应尽可能靠近带电导线,但不需特别抬高;(5)变电所应采取相应措施进行雷电过电压防护;(6)本文研究成果可以应用在城市轨道交通领域。     

城市轨道交通直流牵引供电系统接触网残压研究

城市轨道交通直流牵引供电系统的接触网残压问题比较普遍,接触网残压直接威胁人身安全,影响检修施工及接触网送电保护闭锁。通过实地测试、仿真分析、模拟验证等方法,证明了接触网残压是接触网系统间相对绝缘电阻降低而形成的分压。提出了降低接触网残压的有关技术措施,包括改进分段绝缘器两端绝缘电阻的设计和施工工艺,降低发生残压区段接触网的对地绝缘电阻和改进送电组织流程等。     

浅谈杂散电流防护工程的系统管理

1 杂散电流概述 目前我国地铁和城市轨道交通的牵引供电系统均采用直流供电方式.其中,列车直流牵引体系采用正极接接触网,走行轨兼作负极回流线.由于钢轨与大地之间不是绝缘的,即使采用了绝缘措施,随着时间的推移,运营环境的复杂多样性和其他方面的原因(如道床污染、导电粉尘覆盖、结冰积水),走行轨也很难完全绝缘于道床.因此本应由钢轨流回牵引变电所的电流中有部分经大地流回了牵引变电所.又因大地土壤导电率、地下敷设金属管线位置及走向不同,这部分电流分布面很广且分散,形成"杂散电流"或"迷流".     

城市轨道交通直流牵引监控系统的研究

阐述直流牵引供电系统是城市轨道交通供电系统中一个特殊重要的部分,直流牵引系统监控自动化是整个供电系统自动化工程实施的核心.分析直流牵引系统的功能需求,提出CAN总线与以太网相结合的直流牵引监控系统设计方案,并详细讨论系统设计的硬件组成与软件结构.