城市轨道交通制动能量逆变回馈系统研究

城市轨道交通以电力为动力,由供电网向车辆提供电能,驱动车辆前进.车辆到站电制动时,产生大量的再生制动能量.目前我国城市轨道交通车辆再生制动能量只有很少部分被利用,大部分通过电阻转变成热能而被消耗掉.研究了一种新型城市轨道交通车辆再生制动能量逆变回馈设备,实现车辆再生制动能量的回馈利用,以降低能耗、节约能源.     

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.     

城市轨道交通再生制动能量储存利用

对城市轨道交通再生制动能量的储存利用提出一种新型设计方案。     

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。     

城市轨道交通制动能量协同吸收技术应用研究

通过分析城市轨道交通牵引供电系统用电负荷特点及现有制动能量吸收技术现状,描述了一种城市轨道交通列车制动能量的吸收方法,通过控制变电所中压能馈装置的吸收电压,从而触发相邻站中压能馈装置投入工作,目的是使列车进站时的再生制动峰值功率能被多个相邻站的中压能馈装置共同吸收,进而减小对单个车站的功率冲击,有利于再生制动能量在地铁系统内部更好地被利用,降低电能反送城市电网的概率.     

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。     

CRCC首次对1 MW容量GTR飞轮储能装置开展型式试验

正2020年6—7月,中铁检验认证中心有限公司(以下简称"CRCC")接受委托,对新型城市轨道交通列车再生制动能量地面利用系统——GTR(grand touring racing)飞轮储能装置开展型式试验,这也是CRCC首次依据GB/T 36287—2018 《城市轨道交通列车再生制动能量地面利用系统》对DC 1 500 V供电1 MW容量GTR飞轮储能装置开展的型式试验。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

利用再生制动能的列车运行优化方案

为降低城市轨道交通系统能耗,本文对城市轨道交通列车运行能耗与再生制动能利用现状进行了分析,建立了面向节能的多列车运行方案优化模型。模型采用上海轨道交通16号线线路数据,结合列车时刻表,通过混合遗传算法进行求解,得出再生制动能利用情况最优的列车运行方案。     

地铁钛酸锂电池车载储能系统研究

以轨道交通车辆车载储能系统为对象,对当前应用于轨道交通车辆中的超级电容、高能电容和锂离子电池等车载储能元件的性能进行对比分析,得出钛酸锂电池具有高功率密度、高能量密度、高可靠性的技术特点。结合钛酸锂电池的性能特点和控制策略的研究,通过项目应用实例和现场试验对比,阐述了钛酸锂电池在地铁车辆储能系统中大规模应用的技术优势和广阔前景。     

城轨交通系统储能器的发展

我国是能源紧缺的国家,城轨交通又是耗电大户。节能是当前面临的重大课题。这篇文章介绍了三种国外正在应用的储能器,对于减少城轨车辆对能源的需求很有效果。国外的节能经验,值得借鉴。摘要根据我国城轨交通系统车辆再生制动能量的利用情况,介绍三种正在发展的储能器——飞轮储能器、静止储能器及车载储能器,并对开发这些具有美好前景的储能器提出建议,目的在于减少城轨车辆对能源的需求、节省资源。     

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。     

城市轨道交通供电系统 低碳节能技术发展综述

在“双碳”战略背景下,对城市轨道交通供电系统的低碳节能技术发展方向进行综合论述,给出未来城 市轨道交通供电系统低碳节能技术发展方向的合理建议。首先对目前清洁能源和再生能量利用技术在轨道交通中 的应用情况进行总结,根据已投运线路实测数据,分析光伏发电和再生制动能量利用对节能降碳的作用;针对不 同牵引制式的特点,分别提出基于电力电子技术的新一代城市轨道交通绿色柔性供电系统架构,一方面充分消纳清 洁能源,另一方面通过双向变流器、同相供电等技术提高能量利用率,改善供电质量,最终达到节能降碳的目的。