储能型再生制动能量并网技术的研究

目前城市轨道交通再生制动能量大部分由电阻消耗,利用率较低.设计了储能型再生制动能量并网系统,研究了再生制动能量在并网系统与储能系统之间的分配关系.阐述了系统的组成及设计方法,给出储能优先和并网优先2种控制策略,并通过仿真进行对比分析.仿真结果验证了储能优先策略可行、有效,能够减小再生制动功率对交流电网的冲击,实现再生制动能量的循环利用.分别建立了逆变回馈系统和储能系统的试验模拟装置,通过试验结果验证了控制策略的可行、有效.     

城市轨道车辆储能再生制动试验系统研究

提出了一种能量互馈式城市轨道车辆储能再生制动试验系统方案,介绍了城市轨道车辆储能再生制动试验的原理及组成,分析了试验系统主电路的组成以及储能变流装置的电路拓扑,给出了储能变流装置3种不同的工作模态和工作原理的分析,结合电压电流双闭环控制实现超级电容的储能,从而控制再生制动能量的回收。同时介绍了城市轨道车辆储能再生制动试验系统的主要技术指标,并利用检测系统对试验数据进行采集和处理。城市轨道车辆储能再生制动试验系统具有节能、工作可靠、精度高等特点。     

1500V城市轨道交通锂电池储能系统的应用

针对现阶段城市轨道交通车辆采用电阻消耗再生制动电能带来的隧道温升、车体质量增加、能量浪费等问题,对城市轨道交通用再生制动锂电池储能系统进行研究,分析其工作原理、结构及功能,并提出锂电池储能系统充放电控制策略。以广州地铁4号线为例进行了仿真,仿真结果表明,锂电池储能系统可以有效抑制牵引供电网的电压波动。     

基于列车制动功率的地面式储能系统阈值优化研究

对地面式储能系统与制动电阻联合工作时的阈值设定进行优化研究.以降低再生制动能量的线路损耗与稳定列车受电弓处牵引网压为目标,提出了一种根据列车最大制动回馈功率的阈值优化方法.采用地铁实际线路参数进行仿真,结果表明:阈值优化后,单车制动时再生制动能量回收率得到有效提升;多车制动时列车受电弓处网压得到抑制,避免再生制动失效情况的发生.     

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。     

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。     

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。     

地铁再生制动能量吸收的仿真研究

分析了城市轨道交通列车逆变回馈型再生制动能量吸收系统的构成及其工作原理.利用MATLAB软件中的Simulink和SimPowerSystems两个工具箱建立了再生制动能量逆变回馈系统的仿真模型(主电路和控制电路模型),对其输出特性进行仿真,并利用快速傅里叶变换(FFT)分析工具对其仿真输出电压的谐波含量进行分析.仿真结果与理论计算结果一致,表明该仿真模型可以用来定量分析再生制动能量逆变回馈装置的理论输出特性.     

高速铁路再生制动能量存储利用方案研究

为降低高速铁路牵引供电系统能耗，实现节支增效和低碳发展，对再生制动能量存储利用方案进行研究。分析高速铁路再生制动能量的特性，阐述存储利用装置构成以及优选钛酸锂电池作为储能介质的依据，制定能量管理策略和多变流器协同控制策略，结合现场实测数据仿真验证能量管理与控制策略的正确性及有效性，并在此基础上测算节能效果和全生命周期投资收益。研究结果表明，本文所述再生制动能量存储利用方案能够高效消纳再生制动能量，减少牵引用电量，经济效益良好。     

地铁发车间隔对列车再生制动功率吸收的影响

以国内某地铁为例进行分析,计算出列车再生制动能量和功率,并对不同列车发车密度情况下制动功率吸收进行了仿真,最后得出结论。对地铁发车时刻安排和再生制动能量吸收装置的设置有一定的指导意义。     

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。     

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。     

1500V城轨系统再生制动能量的储存利用

论述节能减排、绿色环保的重要作用,说明制动能量的处理方式已成为轨道交通行业面临的重大课题。对1500V直流供电的城市轨道交通系统再生制动能量的储存利用提出一种新型设计方案,分别介绍国外轨道交通制动能量储存装置的基本原理和应用现状,提出应用于1500V直流供电系统的多模块化制动能量处理方案,设计出硬件电路、系统方案和软件流程。     

地铁区间隧道温度的预测模型研究

夏季过高的隧道温度会导致列车空调高压保护停机,因此地铁隧道的最高温度是关乎列车运行安全的重要因素。采用模拟方法,着重研究与隧道内部发热量相关的3个因素:乘客人数、车厢质量和列车制动回收系数;以及与土壤导热相关的2个因素:土壤导热系数和热容。通过多组正交实验,建立了基于以上5个因素的响应面曲线模型。此模型可提供对隧道最热月日最高温度均值的快速预测方法,从而在研究或设计中避免复杂费时的模拟工作。     

城市轨道交通供电系统再生制动能量回收装置节能影响因素分析

介绍了城市轨道交通供电系统中再生制动能量回收装置的类型,重点对再生制动能量回收装置的工作原理、应用实例及节能影响因素进行了介绍,并对其在地铁中的应用前景进行了分析。同时,从潮流仿真计算角度讨论分析了将能量存储型和能量回馈型装置结合应用的优点。     

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.