储能式无轨电车DC/DC非线性控制策略的研究

在超级电容储能式无轨电车的充电控制系统中,外部的扰动会使得控制系统的输出控制性能降低,从而导致系统的噪声放大。为了增强控制系统的鲁棒性和自适应能力,基于跟踪微分器提出了一种新型的非线性控制方法,提高了超级电容储能式无轨电车的充电控制性能,优化了系统的输出电流电压的控制曲线。针对控制参数变化和调节的问题,加入Ziegler-Nichols的频域响应法(简称ZN法)来整定控制参数。通过仿真及试验分析,验证了所提控制算法的有效性,对于系统的输出控制性能有明显的提升,解决了系统快速性和超调之间的矛盾,从而实现了超级电容储能式无轨电车高效快速地充电。     

超级电容用于地铁应急牵引的研究

结合地铁车辆的电气系统以及应急牵引的技术要求,文章介绍了当地铁车辆出现紧急情况失去高压时,由车载超级电容给牵引系统提供电源的情况。重点从超级电容的主要技术参数、整体结构以及通风散热等方面,阐述了该超级电容的技术优势和特点。     

双源式无轨电车储能系统设计

介绍了双源式无轨电车的储能系统的基本原理与相关设计要点,特别是根据一种无轨电车运营模式对储能系统容量、储能形式以及能量分配进行了研究,同时在电池箱散热设计中采用了有限元的分析方法,最后通过无轨电车实际运营考核验证了该方法的有效性。     

超级电容有轨电车的牵引供电系统仿真计算软件开发与应用

以列车动力学模型为基础,通过对超级电容有轨电车供电关键技术、超级电容充放电特性以及车辆牵引特性的研究,设计开发了适用于超级电容有轨电车的牵引供电仿真计算软件。根据用户需求,可得到车辆在各类型运营条件下的牵引计算数据,包括各区间的走行距离、走行时间、平均速度、牵引能耗等信息。利用线路各区间能耗数据,在满足工程裕度的情况下,可对车载超级电容容量进行配置,也可通过已配置好的超级电容参数,计算出列车在工程线路上的续航能力。以江苏淮安超级电容有轨电车项目为例进行全线仿真计算,测试结果显示系统计算精度较高,具有较好的工程应用价值。     

现代城市储能式有轨电车运行建模与仿真研究

研究基于"接触网+超级电容"为动力源的储能式有轨电车运行仿真系统。通过对超级电容储能式有轨电车进行建模、计算及运行分析,给出了仿真系统软件架构及各功能模块,并利用Qt软件开发该储能式有轨电车运行仿真系统,通过现场实验数据对仿真结果的有效性进行验证。     

城市轨道交通超级电容技术

超级电容具备功率密度高(2～15 kW/kg),循环寿命长(10万～100万次),使用温度范围宽(-40～+70℃)和能量转换效率高(≥90％)等特点,在轨道交通领域可作为储能式有轨电车供电电源、再生制动能量地面储能系统和内燃机辅助启动装置.介绍超级电容储能基本原理,系统说明单体制备工艺以及模组组态方式,总结比较国内外主要厂家的技术特点,中国双电层超级电容已经实现全球单体最大容量12 000F批量生产,技术处于行业领先水平.针对影响超级电容储能装置使用寿命和安全的因素进行分析,并对轨道交通用超级电容系统未来研发方向进行展望.     

有轨电车氢燃料电池系统通风散热方法研究

为解决有轨电车氢燃料电池系统的散热问题,文章提出一种新型车载氢燃料电池系统通风散热方法,分析了该方法的散热原理和控制策略,并对通风散热结构进行了详细介绍。该车载氢燃料电池系统通风散热方法提高了系统散热效率,降低了散热风机能耗。     

城市轨道交通用超级电容器组等效电路模型研究

针对城市轨道交通的实际工况,从超级电容通用等效电路中简化出了可准确描述超级电容器组电压、电流、功率和储存能量等电气特性的带可变电容的一阶RC模型;利用试验测定的方式对超级电容器组进行了参数识别。对超级电容器组简化等效电路模型进行了频域分析,并结合城轨实际应用研究了超级电容器组的工作特性。仿真和试验结果验证了超级电容简化模型的精确性。     

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。     

混合动力有轨电车列车控制和管理系统软件测试平台设计

针对燃料电池和超级电容混合动力有轨电车的列车控制和管理系统(TCMS)软件测试需求,运用Control Build仿真软件搭建了适用于燃料电池和超级电容混合动力列车的TCMS软件测试平台。该平台在具有列车电路和常用子系统仿真功能上,采用拟合方法搭建了燃料电池模型、超级电容模型、动力电池模型和列车能量流动模型,为TCMS软件进行混合动力能量管理和整车能量管理提供测试环境,提高了燃料电池超级电容有轨电车TCMS软件测试的范围和效率。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

超级电容在城市轨道交通系统中的应用

针对当前轨道交通面临的节能重大课题,阐述超级电容的工作原理、技术特点、工作模式及其在国外的应用情况;从技术和经济方面分析,探讨依靠国内力量开展城市轨道交通超级电容应用研究的前景。     

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。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

地铁车辆辅助逆变系统软故障分析

软故障是破坏系统正常运行的潜在因素。文章以上海地铁1号线辅助逆变系统中的滤波电容为例,通过MATLAB/SIMULINK软件建立系统仿真模型,并借助于powergui模块进行了频谱分析,用以辅助现场维修人员进行电容软故障排查,提高地铁车辆运行的可靠性。     

免维护补偿电容的性能及应用

在UM71无绝缘轨道电路和ZPW-2000A移频自动闭塞中,为了改善轨道电路的传输特性,补偿电容起到非常重要的作用。但在实际使用中,补偿电容的损坏问题突出。结合现场实际状况,分析补偿电容损坏的主要原因,提出相应的防护措施。     

一种有轨电车车载复合储能系统及其充放电策略

随着储能式有轨电车在越来越多城市应用,各方对车载储能的要求也越来越高,仅采用超级电容的车载储能系统难以满足发展需求。文章围绕提高车载储能系统性能问题,对基于超级电容和钛酸锂电池的车载复合储能系统进行研究,提出了一种配套的充放电策略,并结合黄埔有轨电车1号线的线路情况进行仿真分析验证。     

淮安市超级电容现代有轨电车技术研究

采用新型绿色能源超级电容的现代有轨电车对落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。基于江苏省淮安市超级电容现代有轨电车工程设计研究,开创设计超级电容数字智能集成方案的关键技术,提出了数字化、绿色化、低碳化新技术的设计理念和超级电容在现代有轨电车安全运营中应用的设计方案,并在超级电容现代有轨电车应用技术的研究上取得了重要突破。