基于逆变回馈的地铁再生制动能量吸收的研究

城市轨道交通车辆再生制动能量吸收是城市轨道交通系统的重要组成部分.分析了逆变回馈型再生制动能量吸收装置的构成、工作原理.建立了该装置的主电路及控制电路仿真模型,并对列车再生制动回馈的动态全过程进行了模拟试验.试验结果表明:该装置满足地铁列车再生制动能量的吸收利用以及稳定牵引网电压的要求,可解决实际工程问题.     

基于再生制动的地铁列车开行策略研究

当今节能减排、低碳发展已成为地铁交通网络化综合化发展的重中之重。着眼于再生制动技术在多列车节能运行过程中日益突出的效用,将如何提高多列车运行的再生制动能量利用率作为研究重点,利用地铁列车发车间隔与停站时间的可控性,提出一种基于再生制动的地铁多列车节能运行策略模型,并给出一种有效求解此类问题的算法以及设计出一种解析解方程可快速求解此类问题。最后以北京地铁线路亦庄线为例,验证优化模型的可靠性与算法的高效性。结果表明:在保证该线14站13区间列车准点运行的情况下,采用多列车节能运行策略优化模型后,列车平均再生制动能量利用率提高0.15左右,运行总能耗降低5.01%。将本文的研究成果应用于平峰期间多列车节能运行上具有一定的指导意义。     

技术推动行业进步 实现人类幸福出行

正地铁再生制动能量利用系统北京鼎汉新近推出的地铁再生制动能通利用系统是将地铁列车制动时产生的再生制动能量进行回收的一款节能环保产品。鼎汉同时具有电容储能系统和中压逆变回馈系统的成熟产品,并通过相关质量检测认证。电容储能系统:主要由双向DC/DC变流器和超级电容柜组成,将处于再生制动工况下的列车反馈的制动能量吸收到大容量电容器组中,当列车出站或供电区间有列车需要取流时将所储存的电能释放出去,使牵引网电压稳定在设定范围内,起到削峰填谷作用。     

地铁列车再生制动对牵引网电压影响的研究

过去地铁列车制动主要采用车载电阻制动,这种传统的制动方式会造成能量浪费,并且制动时还会产生大量的热,导致隧道内环境温度升高。近几年地铁列车普遍开始采用再生制动,但再生制动产生的电能不能被完全吸收利用时,多余电能会引起直流牵引网电压迅速升高,使得用电不安全。为了使再生制动产生的多余能量能被吸收,并且牵引网电压稳定,引入了逆变回馈系统,通过仿真软件MATLAB/SIMULINK验证当地铁列车再生制动装置投入使用时牵引网电压的变化以及牵引电机运行状态。     

基于再生制动能量利用的地铁列车时刻表设计方法研究

结合线路参数、列车运行工况以及时刻表等因素,分析了同一供电区段内列车再生制动能量的利用情况,建立基于再生制动能量利用与运行时刻表设计的多车节能优化模型。通过引入浓度免疫算法,调整列车时刻表中发车间隔、停站时间、运行时间等要素并优化列车操纵工况,求解出实际线路下的节能运行时刻表及多车节能驾驶策略。结合南宁地铁1号线某供电区段的仿真数据证明,采用优化的节能运行时刻表在满足正点运行的前提下,提高再生制动能量的利用率达11.4%,降低列车运行的总能耗达16.9%。     

基于超级电容的地铁列车再生制动能量利用分析

为吸收地铁列车再生制动能量,对比了多种能量回收技术。研究一种基于非隔离双向DC/DC变换器的超级电容储能装置,分析了其工作原理和结构特点。在列车制动时,储能装置吸收制动能量,列车加速时释放能量,减少了能源浪费。根据地铁运行工况,分析了储能装置容量配置及能量管理控制策略。通过仿真验证了方案的可行性。     

地铁列车模块化再生制动能量回馈变流器的研制

分析了地铁再生制动能量逆变回馈系统的工作原理,给出了基于多模块并联的地铁再生制动回馈变流器主回路设计及控制策略设计方法,并完成了样机的研制和试验。试验结果表明:该装置满足地铁列车再生制动能量的吸收利用及稳定牵引网电压的要求,可以实现交直流侧直接并联,其均流精度高、高频环流小、冗余度高。     

浅析城市轨道交通列车再生制动能源的转化和利用方案

对城市轨道交通工程中列车再生制动能量吸收和转化方式进行了深入地分析,对各种形式的能量吸收和转化方式的实际应用、技术现状、研发和生产能力进行了调研,对工程设计中列车再生制动能量利用方案的设计有实际指导意义。     

地铁列车再生制动能量吸收装置应用分析

地铁列车再生制动能量传统处理方法是通过车载电阻吸收并以发热形式消耗散发到空气中,这种方式存在较多弊端,如列车增重、隧道温升等。较为新型的方法是在牵引供电系统的直流母线上设置能量吸收装置,将吸收的能量供给其他负荷使用。详细介绍电阻型和逆变回馈型2种再生制动能量吸收装置的工作原理和优缺点。以北京地铁10号线西钓鱼台站、首经贸站为例,对回馈至中压10 kV网络和低压400 V网络这2种逆变回馈型能量吸收装置的回馈电量比率和节能效果进行统计分析,结果表明回馈型能量吸收装置产生的经济效益可观。最后给出选型建议。     

超级电容储能装置容量配置影响因素分析

在城轨交通系统中加入超级电容储能装置,可有效抑制列车的再生制动失效问题。为模拟加入储能装置后城轨供电网络的能量流动情况,从全局、动态的角度搭建地面式超级电容储能系统仿真平台,针对国内某地铁线路进行仿真分析,探讨发车间隔、上下行发车时间差以及超级电容控制特性对容量配置结果的影响,并最终确定一套较为合理的容量配置方案。     

悬挂式单轨列车再生制动能馈装置研究

悬挂式单轨作为一种新型的交通型式,已在我国多座城市建成示范线并正在进行商业推广。本文的研究旨在通过对几种再生制动能量吸收装置的比选分析,将传统的再生制动能量吸收理念引入到悬挂式单轨交通领域。结合目前正在设计实施的崇礼旅游基础设施空中列车项目,根据设定的前置条件,分析计算列车制动电流和功率,选择能馈装置容量,并就各种运行工况分析能馈装置的能量吸收能力,得出能馈型装置适用于悬挂式单轨再生制动能量的吸收,基本满足列车电制动要求的结论。     

城市轨道交通列车电制动地面电阻吸收装置相关参数分析

在地面电阻吸收装置工作的有效区段内,根据列车的电制动特性和供电臂内列车状态的不同,合理地确定制动电阻的技术参数。采用多支路形式的电阻吸收装置,可方便控制电阻吸收装置并可靠吸收列车电制动功率。研究表明,地面电阻吸收装置的输出电流脉动与斩波器的导通比、各支路斩波器的开关滞后角有关。通过分析列车电制动时的最大再生功率与电阻吸收装置的电阻值、电制动时刻牵引供电系统的模型、列车电流、网压降之间的关系,导出了列车电制动时最大输出功率、地面电阻吸收装置的短时功率和持续(等效发热)功率等技术参数的计算方法。给出的计算方法可与现行的城市轨道交通牵引供电计算方法相结合,构成完整的牵引供电计算方法。     

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。     

再生制动能量吸收装置设置方案研究

分析了国内外目前所应用的列车再生制动能量吸收装置方案的优缺点,提出了城市轨道交通设置列车再生制动能量吸收装置的建议方案。     

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。     

地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析

通过模拟列车运行速度曲线,分析列车的牵引耗电量和再生制动的节能效果;探讨地铁运营的节能措施,提高运营管理水平。通过对大量列车牵引计算图的分析,获得了地铁B2型车和B1型车日常运营的启动加速度、制动减速度、列车旅行速度、牵引耗电量、列车单位耗电量以及再生制动的节能效果;比较了运行速度由80 km/h提高到100 km/h的运行效果;探讨了地铁车辆选型的基本原则,对工程设计和运营管理具有一定的参考价值。     

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。     

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。