再生制动条件下的城轨列车节能驾驶综合模型

当供电区段内有列车进行电力再生制动时,所产生的再生电能会向牵引供电网反馈,若邻近无处于牵引状态的列车吸收此部分再生电能,则会造成牵引变电所两端的电压升高。由此提出通过检测牵引供电网第三轨电压并在牵引供电网网压升高时适当提高邻近列车运行速度,以充分利用再生电能,从而实现城轨列车的节能运行。基于此思路建立列车节能运行优化控制与牵引供电系统相配合的城轨列车节能驾驶综合模型。该模型由列车节能运行优化控制算法和牵引供电模型组成。前者为牵引供电模型提供列车运行动态信息;后者基于牵引供电系统特性生成列车运行控制最佳策略所需的数据,供列车节能运行优化控制算法使用。以北京地铁亦庄线为例,验证综合模型的可行性和有效性。结果表明:在该线4站3区间10个列车全部准点运行的情况下,采用综合模型后列车的运行能耗降低了7.18%。     

辅助变流器供电系统LLCL滤波器谐波抑制研究

针对城轨车辆中大功率非线性交流负载产生大量谐波电流,导致谐波电压超标的问题,文章提出采用LLCL无源滤波器的解决方案,列举了国内外若干谐波发射限值标准的不同要求,并对谐波限值的适应性进行研究。对比分析单相谐波滤波等效电路和传递函数对五种不同滤波器的幅频特性,采用MATLAB/Simulink仿真地铁车辆谐波的真实环境,结果表明：车辆变频空调采用LLCL谐波滤波器方案能够达到接近定频空调（线性负载）的效果。     

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.     

城轨交流牵引供电系统接触网标称电压探讨

介绍城轨交流牵引供电系统的研究现状及设计条件,确定接触网标称电压的论证范围。从牵引供电系统电压损失计算方法适用性、接触网组成、钢轨电位、牵引网电压水平和最长供电距离5个方面对不同标称电压进行分析和对比,得出城轨交流牵引供电系统接触网标称电压宜选择6.0 k V。     

城轨交通供电系统节能措施与经济运行

从城市轨道交通供电系统运行方式、电压控制、无功控制、变压器节能、再生能量装置利用、直流牵引等方面,探讨一些节能措施。     

城轨列车运行时分节能优化方法

基于传统的城轨列车站间运行曲线优化模型,研究列车运行图中的运行时分优化模型和方法。同时在满足运营需求的前提下,以降低城轨列车运行能耗为目标利用遗传算法对列车全周转内各个站间的运行时分进行优化。根据北京地铁亦庄线的实际数据,对以上方法的节能效果进行实际验证和比较。结果表明,基于遗传算法的城轨列车运行时分优化方法相比城轨列车实际运行与仅优化站间驾驶策略方法分别可以获得17.3%与4.1%的节能效果。     

城轨列车牵引系统热容量试验方案研究

结合沙特麦加城轨列车型式试验,在分析城轨列车牵引系统的组成及其热源分布和冷却设备布置的基础上,研究测点布置,设计城轨牵引系统热容量试验方案.牵引系统热容量试验主要对牵引电机、牵引逆变器的散热片和箱体内部空气、制动电阻及其出风口、轴箱轴承以及环境等的温度进行监测,另外还要对供电电压、牵引逆变器的输入和输出电流以及制动电阻的电压等电参数进行监测,据此确认城轨列车牵引系统各设备的工作状态.温度测试利用造车时预埋的和试验时设置的温度传感器进行;电参数的测试则通过布设的电压、电流传感器进行;选择站站停行车模式和启动加速—恒速运行—调速停车的试验工作周期进行城轨列车牵引系统热容量试验.按照设计的试验方案成功实施了沙特麦加城轨列车牵引系统热容量试验.     

网压上限值对地铁列车再生制动能量利用影响

以南京地铁2号线为例进行直流牵引供电仿真,计算出不同发车间隔下网压上限值为1 750 V和1 800 V时地铁牵引供电系统各部分能量消耗,得出系统总再生能量制动利用率和节电率的变化。仿真结果表明,提高网压上限值能够提高再生制动能量利用比例,达到一定节能的效果。     

城市轨道交通绿色低碳发展策略

城轨交通是大容量公共交通的基础设施,是城市引导承载低碳出行的骨干交通方式,当前,我国城轨交通 仍处于快速发展阶段,并继续保持增长态势,其能源消耗和碳减排压力仍将与日俱增。在对我国城轨交通发展机遇、 发展现状、工作基础和面临问题分析的基础上,提出城轨交通绿色低碳发展的目标、重点任务和策略,为城轨交通 加快绿色低碳转型、挖掘节能减排潜力、提高能效水平、推进城轨行业做好“碳达峰、碳中和”工作提供借鉴。     

城轨牵引供电整流机组阀侧电压值探讨

阐述整流机组相关参数的计算方法,指出当前城轨牵引供电整流机组阀侧电压偏高是引起直流输出电压过高的原因,并根据理论计算提出阀侧电压的建议值.     

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全综述

作为城市轨道交通的主要动力来源,直流牵引供电安全至关重要。本文围绕接触网压波动、钢轨电位和 杂散电流治理等安全供电技术开展系统综述。首先分析导致接触网压波动的主要原因,总结各类再生制动能量利 用技术的研究现状。然后讨论钢轨电位和杂散电流的产生机理,分别系统回顾钢轨电位抑制技术和杂散电流治理 技术的国内外研究进展。在此基础上,指出城市轨道交通安全供电技术亟待开展深入研究的关键问题,为安全供 电技术的研究和工程化应用提供借鉴和参考。     

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。     

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.     

基于列车制动的超级电容型储能系统的参数设计与控制

为了吸收城市轨道列车再生制动产生的能量和维持供电网络电压的稳定,提出了一种基于非隔离双向DC-DC变换器的大功率超级电容型储能装置。分析了该储能装置的工作状态,并通过计算北京地铁5号线单列车再生制动反馈到电网的参数确定了该储能装置的主要参数。根据储能装置的数学模型和设计参数进行了储能装置双闭环控制器的分析,最后通过仿真验证了控制器的有效性和合理性。     

基于微电网的城轨再生制动能量回馈系统

为减小再生制动能量的冲击性和间歇性,提出一种基于微电网的再生制动能量回馈系统,利用城轨出入口电动汽车的闲置时间,发挥其储能特性和可调度特性,平抑制动能量的冲击性和间歇性,为车站提供稳定的绿色电力。为使所提微电网再生制动能量回馈系统的安全可靠工作,设计了再生制动能量回馈控制,逆变器恒功率控制及电动汽车充放电控制,同时考虑到电动汽车充放电受荷电状态约束,提出了一种基于滞环比较器的协调控制方法,以实现再生制动能量回馈控制,逆变器恒功率控制的同时避免电动汽车过充或过放。最后搭建Simulink仿真模型对所提微电网再生制动能量回馈系统进行验证,结果表明:所提运行控制和协调控制方法是有效可行的,对再生制动能量的利用具有应用和研究价值。     

城市轨道交通超级电容储能装置控制策略

以城市轨道交通地面式超级电容储能装置为背景,针对空载电压波动下的储能装置阈值选择问题进行探讨,首先分析城轨供电系统中空载电压波动对再生能量回收的影响:1)更改储能装置放电电压指令,可以改变储能装置和整流机组能量输出的功率比例;2)传统恒定阈值放电策略将放电指令与放电阈值固定,因此储能装置放电时不能做到对放电功率的控制;3)采用固定阈值放电策略时,空载电压值的变化会影响储能装置放电输出能量的大小。然后提出充放电阈值动态调整控制策略,实验结果表明,对于不同的空载电压,改进后的控制策略可以根据空载电压放电指令进行动态调整,使储能装置与整流机组的能量输出比例恒定,从而维持放电时放出的能量不随空载电压的波动而变化。     

悬挂式单轨车辆再生能量特性研究

悬挂式单轨工程由于车辆不设置车载电阻,其制动时产生的再生能量依靠设置于变电所的再生能量吸收装置吸收。目前国内悬挂式单轨工程供电系统再生能量吸收装置的设计方案,大多照搬地铁或有轨电车惯用做法,并未对该制式的再生能量特性进行细化研究。文章以国内某城市实际工程为研究对象,建立单列车和不同行车密度运行时仿真模型,研究各牵引变电所再生能量吸收装置吸收峰值功率、能量值、吸收范围和吸收趋势,总结悬挂式单轨车辆再生能量特性,研究结论对悬挂式单轨工程再生能量吸收装置的选型及布置方案设计有一定的借鉴和指导意义。     

基于再生能量利用的城市轨道交通节能时刻表的研究

再生能量在城市轨道交通系统中同一供电区间内相邻列车之间的可传递性已经在实践中被证实,为了提高再生能量利用率,针对城市轨道交通列车“行车密度高、站间距离短、日周期性强”的特点,本文提出了一种时刻表的优化方法.首先,分析再生能量在相邻列车间的传递过程,构建时刻表优化模型,通过调整列车在车站的停站时间使得制动列车产生的再生能量能够更多的供给牵引列车使用,从而提高再生能量的利用率.其次,设计遗传算法求解时刻表优化模型,得到优化的时刻表.最后,基于北京地铁亦庄线的线路数据做算例分析,结果表明该方法使得再生能量的利用量提高了48％.     

基于压阻数的城轨交通地面储能系统选址方法

传统选址方法存在工作量大、步骤繁琐、易用性差的不足。基于城轨交通地面储能系统功能定位提出压阻数的概念,即全运营周期内所有列车运行至某站点时,该站点出现低电压的次数与制动电阻开启且持续一定时间的次数之和;提出基于压阻数的城轨交通地面储能系统选址方法。首先通过检测站点附近的低电压发生次数及制动电阻开启一定时间的次数计算压阻数;然后采用将平峰时段发车间隔作为选址仿真时的输入,在压阻数大于2 MP (M为全线列车数、P为每列车运行周期)的站点安装地面储能系统的选址策略;最后给出选址流程。算例研究表明:压阻数具有表征站点再生制动能量利用率和电能质量的能力;提出基于压阻数的选址方法是有效的,且受工况及运营图的影响小,具有普适性。     

双线圈接入式中压能馈系统挂网试验研究

为解决地铁列车制动过程中产生的再生制动能量无法得到有效利用问题,通过对宁波轨道交通特点及再生制动能量吸收装置的需求进行分析,提出一种整流变压器1180 V侧双线圈接入式回馈型再生制动能量吸收装置方案。通过在宁波轨道交通1号线中河路站设置该能馈装置,基于现场实际工况运行验证能馈装置的吸收能力、对直流牵引网的影响情况等各项性能指标,在不同载客模式下进行不同制动初速度进站、不同站点制动、减少能馈容量及屏蔽制动电阻等多项试验。试验数据表明,该能馈装置方案是可行的,各项性能指标均能达到要求,具有较强的吸收能力及稳压效果;该能馈系统具备很好的节能效果及性价比。