电气化铁路供电系统再生制动能量利用方案探讨

为助力铁路供电系统节支降耗,针对适用于牵引与电力合建变电所的再生制动能量利用方案开展研究。阐述三端口再生制动能量利用装置构成及其工作原理,提出基于转移路径最优原则和以最大化利用为目标的多变流器协同控制策略,并依据京沪高速铁路某合建变电所配置及其相关参数进行仿真分析。结果表明,再生制动能量利用方案及其控制策略正确可行,能够将牵引供电系统可用的再生制动能量按需实时转移至电力供电系统,实现直接、高效利用,从而减少电费支出,降低铁路运营成本。     

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。     

能馈装置对广州市轨道交通九号线供电系统的影响

以广州市轨道交通九号线供电系统采用的再生制动能量逆变回馈装置为例,分析了能馈装置对地铁供电系统的稳定性、电能质量,以及牵引供电设备性能和寿命等方面的影响,为再生制动能量逆变回馈装置的工程应用推广提供参考。     

地铁车辆逆变型再生制动能量回馈方案与装置的研究

分析三种逆变型再生制动能量回馈装置接入地铁牵引供电系统的方案和装置的工作原理。对再生制动回馈装置试运行数据进行分析。运行试验结果表明,车辆制动时,装置在有效回馈电能的同时能稳定接触网电压,保证车辆电制动的有效工作,为技术升级和系统的节能提供新的手段与解决方案。     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。     

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。     

一种考虑列车运行图的高速铁路牵引供电系统再生能量评估方法

基于动车组的负荷特性和再生制动特性,定量分析牵引供电系统再生能量的传输规律;在建立牵引供电系统动态数学模型的基础上,通过初始化参数考虑列车运行图、辨识各个设备消耗的再生功率、计算再生能量消耗情况,提出高速铁路牵引供电系统再生能量的评估方法,并以某高速铁路区段实例进行验证。结果表明:提出的方法能定量评估牵引供电系统各类供电设备以及系统全线24h内的再生能量消耗情况,从而验证了动态数学模型和评估方法的有效性。     

城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统仿真研究

与传统异相供电系统相比,城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统最大限度取消了线路中的电分相。本文通过建立主变电所、电缆牵引网、同相供电装置和动力照明负荷的等效模型,构建了牵引电缆贯通供电系统的数学模型,基于该模型进行连续性潮流计算,并以城市轨道交通实际线路为例,对比分析了传统异相供电系统和交流牵引电缆贯通供电系统的电压水平、再生制动能量利用率及供电能力,验证了城市轨道交流牵引电缆贯通供电系统的优越性。     

地铁再生制动能量回馈装置框架保护配置研究

对逆变型地铁再生制动能量回馈装置并网方案进行了介绍。通过分析牵引供电系统既有框架保护配置,提出了逆变型地铁再生制动能量回馈装置框架保护的独立配置方案,对该方案下框架保护动作影响范围和框架保护与轨电位限值装置的配合进行了详细分析。     

城市轨道交通直流牵引供电系统再生制动能量利用对钢轨电位的影响

针对城市轨道交通直流牵引供电系统中杂散电流泄漏腐蚀和钢轨电位限制装置频繁动作的问题,对直流牵引供电系统再生制动能量利用给钢轨电位的影响进行了分析.建立了多列车动态运行过程中杂散电流和钢轨电位分布模型,仿真分析了杂散电流和钢轨电位的分布规律,并将其和列车功率的分布进行对比,得出了列车再生制动能量远距离利用量越大,钢轨电位增加越多.通过列车制动电流的利用量以及杂散电流最大值、钢轨电位最大值的对比分析,进一步验证了所提方法的正确性.     

重载铁路再生制动能量利用方案研究与应用

为高效利用再生制动能量,助力“双碳”目标下的铁路节能节支技术进步和总体能效水平提升,对适用于重载铁路的再生制动能量利用方案进行研究和工程验证。基于现场实测数据,分析重载铁路牵引供电负荷情况和再生制动能量特性,并从技术应用难度、再生制动能量利用率、成本与收益、安全风险等维度对各种利用方案进行对比,论证变电所间调度利用方案和变电所间复合利用方案的优越性。根据仿真分析结果,分别测算2种方案的节能效果和全生命周期投资收益。示范应用结果表明,按照所选方案设计的再生制动能量利用装置与既有牵引供电系统匹配良好、运行稳定,日均节电量达17.75 MW·h,可为类似工程提供参考。     

轨道交通牵引系统再生能量利用方案研究

研究目的:城市轨道交通普遍采用VVVF动车组列车,在列车制动时,将再生大量能量,如果能够对这部分能量加以有效利用,则对于整个轨道交通的节能降耗将意义重大。目前工程上有几种再生电能利用方案,但不同方案的节能效果相差较大,部分方案甚至浪费能量。因此,有必要将理论计算和工程实际测量相结合,对现有再生电能利用方案的节能效果进行综合分析。研究结论:本文通过构建轨道交通牵引供电系统模型,并将计算结果与工程实际测量结果进行比较分析,结果表明:(1)当牵引变电所不设置再生制动装置时,车辆间的再生能量相互利用率很高;(2)传统的将再生制动电阻置于牵引变电所不但不会节省能量,相反会浪费能量;(3)当再生电能利用装置的容量达到一定值时,再增加容量,对于节能效果影响已经很小;(4)该研究结果可应用于轨道交通牵引供电系统的设计中。     

再生制动能量吸收装置 在北京地铁中的应用

随着轨道交通车辆再生制动能力的提高,列 车再生制动能量吸收利用成为地铁运营的主要节能减 排措施之一。介绍北京地铁运营线路供电系统中电阻 耗能型、储能型和逆变回馈型再生能量吸收装置的应 用情况,并对这些装置的优缺点进行对比分析,提出设 备接线方式、电气参数、运行状态以及装置容量要与地 铁供电系统实际运营情况相匹配的建议。     

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.     

新一代智慧型牵引供电系统关键技术与应用示范

针对城市轨道交通牵引供电系统存在的系统复杂、设备种类多、再生制动能量浪费等问题,介绍新一代智慧型牵引供电系统及其显著技术特征。新一代智慧型牵引供电系统具备大功率四象限变流、混合式牵引供电、分散式无功补偿、分布式协同吸收、在线智能融冰、故障诊断及剩余寿命预测等多项关键核心技术,并且根据应用需要,主电路可采用多种典型应用方案。最后给出目前在北京、郑州等城市已经取得的一些工程应用成果,为进一步全面推广应用奠定基础。     

逆变型再生制动能量利用系统的建模与供电计算

针对逆变型再生制动能量利用方案的供电计算问题,详细给出含逆变回馈装置的、精确考虑换相电阻的牵引变电所交直流变换数学模型和逆变型再生制动能量利用装置交流侧有功功率、无功功率、直流电压和直流电流的详细表达式。采用牛顿-拉夫逊法进行城市轨道交通供电计算,推导Jacobian矩阵,通过10节点直流牵引供电系统案例验证算法的有效性和准确性。     

朔黄铁路再生制动能量利用及节能分析

为研究朔黄铁路神池南至定州西段再生制动能量利用情况,本文根据实际运行的两种车型分析了再生制动能量产生原理和流向,利用OpenTrack和OpenPowerNet软件建立牵引供电系统模型,以50％ HXD1机车上线比例作为初始值,对6种工况进行仿真,得到HXD1、SS4B机车实际运行功率曲线以及6种工况下牵引变电所总功率...     

城市轨道交通牵引系统技术发展前景

城市轨道交通列车牵引系统(包括辅助供电系统)是最主要的用电负载,节能空间最大。围绕节能降耗,从再生制动功率的回收,永磁同步牵引系统实现系统和部件的更高效率,轻量化技术降低车辆载荷,以碳化硅(Si C)为代表的新一代半导体器件应用等几方面展望牵引系统技术的发展前景。     

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...     

网压上限值对地铁列车再生制动能量利用影响

以南京地铁2号线为例进行直流牵引供电仿真,计算出不同发车间隔下网压上限值为1 750 V和1 800 V时地铁牵引供电系统各部分能量消耗,得出系统总再生能量制动利用率和节电率的变化。仿真结果表明,提高网压上限值能够提高再生制动能量利用比例,达到一定节能的效果。