广州地铁6号线浔峰岗地铁站加装节能系统的工程方案研究

以广州地铁6号线浔峰岗牵引变电所为例,介绍了采用线路储能装置进行能量回馈利用的设计过程,分析了线路储能装置的加装工程方案及其工作状态,以及线路储能装置同制动电阻能耗系统的配合方式,分析了线路储能装置加装工程完成后浔峰岗站的综合能量消耗、线路储能装置回送能量及经济效益。     

标准地铁列车制动控制装置统型设计

为降低地铁列车的研发成本和周期,文章基于目前常见的地铁列车制动控制装置的产品特点及差异,对制动控制装置统型方案进行设计,并从模块化设计、集成化统型设计、护箱仿真设计、防护性能提升、制动控制策略验证和性能型式试验等方面进行了详细的分析,最后对统型方案的技术特点进行了总结。     

飞轮储能在地铁系统中的应用

地铁列车的制动能量是一种未被开发利用的能量,目前多采用制动电阻消耗制动或将减速过程中的能量转化为热能而浪费.在分析传统的能量消耗和能量回馈方式的基础上,提出一种对供电系统无影响、改善供电品质、降低系统峰值功率要求的能量储存方式,对磁浮飞轮储能装置的结构、原理和工作模式等进行了重点分析,并对大容量磁悬浮飞轮在地铁系统中的应用进行了研究,指出了飞轮储能系统的关键技术和发展方向.     

地铁车辆再生制动飞轮储能回收装置研究

针对地铁运行站间距短、启动加速和制动减速频繁等特点,尤其是再生制动所产生的巨大能量,可通过飞轮储能装置吸收贮存。基于飞轮储能的再生制动能量回收控制策略,通过飞轮储能充电吸收地铁车辆再生制动所产生的巨大能量,在地铁车辆启动时,经飞轮储能装置放电又回送储存的能量;分析了飞轮储能的充放电控制策略,给出了电流、电压以及速度调节器的参数整定公式,并通过仿真验证了飞轮储能装置能够满足运用所需,有效控制了地铁牵引供电系统中的电压波动。     

地铁列车特殊线路采用小制动控制应用分析

针对特殊轨道线路条件,从粘着需求、控制方式、信号来源、限速值以及逻辑电路等方面阐述了小制动控制策略的应用。通过分别对采用纯空气制动和纯电制动模式的可行性及可靠性进行详细的理论分析,说明小制动控制策略的合理和有效。     

城轨车辆架控制动系统通信故障控制策略设计分析

列车通信网络质量是直接影响城轨车辆架控制动系统控制功能和行车安全的关键因素,研究网络通信失效模式的控制策略是提高制动系统性能的必然要求。文章以6编组城轨车辆为例,阐述了架控制动控制系统网络的组成原理,并构建制动力分配控制策略设计流程,对不同通信故障模式下的制动控制策略进行分析,最后针对制动系统设计给出相关建议。     

高速磁浮列车涡流制动控制研究

针对高速磁浮列车涡流制动的特点,采用了跟踪理想制动曲线的控制策略,并利用模糊控制理论设计了涡流制动等级控制器,通过对紧急制动过程中列车位置的闭环控制,实现列车准确停靠目标停车区.最后在simulink中对制动过程进行了仿真试验,结果表明上述控制策略和控制器具有较强的鲁棒性,达到了预期目的.     

和谐机车停放制动原理及安全风险控制策略

文章主要介绍了和谐机车停放制动装置的基本原理,识别了日常应用中存在的未正常施加和缓解两大安全风险,并对其风险源进行了排查,明确了相应风险控制策略,以达到消除认知误区、指导现场应用、防范安全风险的目的。     

动车组空电复合制动控制策略研究

给出了两种适用于动车组的空电复合制动控制策略,同时介绍空电复合制动控制策略的制动力分配方案、故障运行模式以及信号传输拓扑结构,并就两种控制策略对列车制动力、闸片磨耗、接线复杂程度以及对通信协议的影响进行对比分析。     

铁路货车转向架基础制动装置技术分析

介绍了几种不同结构的铁路货车转向架踏面式基础制动装置的制动原理、结构特点以及各种制动装置的制动倍率计算方法,对各种不同结构制动装置的制动效率和缓解性能进行了分析,阐述了各种制动装置的优缺点,对铁路货车如何选用基础制动装置给出了建议。     

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。     

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。     

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。     

含地面再生制动能量利用装置的供电设计和节能指标评估

逆变回馈装置和储能装置等地面再生制动能量利用装置(GRUD)在城市轨道交通牵引供电系统中的应用逐渐普遍.针对GRUD的供电系统设计问题,首先建立不同GRUD的供电计算模型,并以此为基础,建立GRUD的优化设计与运营模型,设计阶段目标函数为GRUD寿命期限内的系统综合成本,运营阶段目标函数为系统牵引能耗.针对含GRUD供电系统的节能效果评估问题,提出从牵引能耗和主变电所能耗两个角度计量的节能效果评估指标,并提出基于节能效果评估的在线监测与控制系统.最后,对含GRUD的供电系统设计提出应转变的思路,为系统设计提供一定参考.     

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。     

城市轨道交通飞轮储能系统控制策略研究

为了解决城轨列车频繁牵引、制动造成的网压波动和能量浪费问题,针对应用于城市轨道交通的飞轮储能系统,提出一种基于牵引网直流侧电压的充放电控制策略,采用均速控制方法调节飞轮阵列因工艺与环境不同造成的转速差异,并在现有控制策略的基础上提出空载网压辨识算法,确保飞轮在中压环网电压波动时仍能正确动作。最后以北京地铁房山线为例,对含飞轮储能系统的牵引供电系统进行建模和仿真分析,并在牵引变电所接入飞轮储能装置进行现场实验。研究结果表明：接入飞轮后,牵引网压峰谷差值降低了33.2%,牵引变电所输出能量减少了23%,验证了控制策略的可行性和飞轮储能系统的稳压节能效果,为飞轮储能系统在城市轨道交通领域的进一步应用提供参考和借鉴。     

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。     

新型城市轨道交通车载储能系统的研制

通过对列车电制动的原理进行分析,利用超级电容可以储存大电量、快速充放电等特点,在比较传统地面集中式储能系统的基础上,研制替代列车制动电阻的新型车载储能装置。该装置包括一次系统和二次系统。一次系统主要包括断路器、IGBT以及电容器组组成。二次系统主要是控制器,对升降压模块的IGBT进行控制以及算法计算等。该装置能够有效的减少轨道交通列车牵引能耗,减少地铁制动热量散发,降低涵洞温升,达到节能减排的效果,从而节约列车实际运营成本,具有较好的实用价值。     

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。     

城市轨道交通地面储能系统的能量管理策略综述

地面式储能系统是城市轨道交通中回收和利用再生制动能量的有效方式之一,可实现节能、稳压、削峰和紧急牵引等功能,储能系统的能量管理策略是实现这些控制目标的基石.首先简要介绍地面储能系统的组成与控制构架;然后,基于设计思路和问题目标归纳总结地面式储能系统能量管理策略的研究现状,并分析不同类型能量管理策略的特点.在此基础上,对地面式储能系统能量管理策略未来的研究方向和发展趋势进行展望.通过对现在和未来能量管理策略进行探讨,为地面式储能系统的发展提供借鉴和参考.