城市轨道交通再生电能的吸收与利用分析

在城市轨道交通中,如果采用车辆吸收电阻吸收列车运行过程中的再生能量,则将带来隧道和站台内的温升问题,同时也增加了站内环控系统的负担,造成大量的能源浪费并使城市轨道交通的建设费用和运行费用增加.为了降低隧道洞体和车站内的温度并提高洞内空气质量,应进行再生能量吸收的相关技术系统研究,并在城市轨道交通工程中使用成熟的再生能量回收装置.     

地铁再生制动能量吸收装置

以往采用车辆吸收电阻吸收地铁列车运行过程中的再生能量,这就带来隧道和站内的温升问题,同时导致车体重量增加,造成大量的能源浪费并使地铁的建设费用和运行费用增加.为解决这一系列问题,有必要对再生能量吸收的相关技术进行系统研究.首先分析了电阻耗能型吸收装置的工作原理及功能,在此基础上设计了主电路,然后详细讨论了装置的控制策略,最后利用PSIM对系统进行了仿真,验证了系统方案的可行性.     

城轨列车设置地面制动电阻的仿真研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中再生制动已经得到广泛应用.如果使用车载电阻吸收再生能量,会有增加车体重量、隧道温升和浪费再生能量等缺点.地面制动电阻是一种很好的替代装置.结合广州地铁4号线,通过一个全新的系统仿真,对地面制动电阻的容量确定,位置设置等关键问题进行了仿真研究.实际运行结果表明,地面制动电阻工作正常可以很好地防止再生制动失效.     

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。     

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。     

地铁内空气品质的动态变化特性分析

采用室内污染物浓度演化的单箱物理模型,从质量守恒方程出发建立地铁内空气污染物的控制方程,并对其可靠性进行分析.结合地铁客流量随时间的变化规律,对站台和区间隧道内CO_2浓度的变化特性进行分析和评价.研究结果表明:在地铁的正常运营时段,站台内污染物浓度较稳定,空气品质较好;区间隧道内的污染物浓度随客流量变化而变化.空气品质较差;在非运营时段,CO_2浓度随时间呈负对数规律衰减,从提高地铁运行环境的角度,可考虑延迟关闭地铁通风系统;增加新风通入量可整体提高区间隧道内空气的品质.     

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。     

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。     

技术动态

国内首套轻轨车再生能量地面吸收装置通过鉴定2 0 0 1年 11月 2 3日至 2 4日 ,湖南省科技厅、株洲市科技局在株洲电力机车研究所召开了“轻轨车再生制动能量地面吸收装置”鉴定会 ,来自株洲电力机车厂、西南交通大学、国防科技大学、上海地铁总公司、广州地铁总公司、武汉轨道     

车辆编组对区间隧道活塞风设计的影响

对天津地铁原设计采用车辆"小编组、大密度"运营,近两年高峰时段不能满足客运要求的实际,提出将6节编组改为8节编组,由此增加区间隧道内散热量,对此进行论述与分析。分析与计算表明,6节改8节编组后,若将区间隧道温度仍控制在规定的40℃内,需将车站内的活塞风道、活塞风孔、风阀及活塞风井扩大至原面积的4/3倍,或增加1/3的通风量,同时引起机房宽度的增加,此项土建费用每个标准站将增加约200万元。     

地铁出入段线防排烟系统 设计方案优化研究

对于地铁出入段线防排烟系统设计方案,常采用在靠近洞口处设置射流风机辅助排烟的方式,这种方案 中射流风机的配电成本远高于射流风机本身成本。采用 FDS 数值模拟方法,研究郑州地铁 10 号线出入段线隧道 5 种防排烟系统设计方案的隧道风速和排烟效果,并对各方案进行经济性分析。研究结果表明：作为非载客区间 的出入段线,其排烟风速低于 2 m/s 时仍可满足有组织排烟的要求;取消洞口处射流风机,仅采用出入段线所接 车站的 4 台 60 m3 /s 事故风机,仍可较好地控制该出入段线隧道火灾烟气,防止火灾烟气威胁车站的运营安全, 不影响地铁列车司机的安全撤离;条件允许时可以在出入段线靠近车站侧设置一组射流风机,用于加强排烟效果、 提高运营安全水平;同时,火源靠近车站时,靠近出入段线侧两台事故风机比其余事故风机晚启动 30 s,可以有 效改善车站隧道内烟气滞留的问题。     

基于滚动优化的地铁列车节能运行协同控制方法

针对地铁列车节能运行问题,提出基于滚动优化的列车协同控制方法,将系统整体最优问题分解为基于时间推进的局部优化问题。考虑列车每次停站时同一供电分区内其它列车的操纵方案,实时计算下一站间运行净能耗最小的操纵方案。在计算操纵方案时,对传统的列车4阶段操纵策略进行改进,允许列车在运行途中进行2次牵引,减小列车牵引能耗并提高再生能的利用率。结果表明:相比列车基于传统4阶段的个体最优控制策略,采用本文提出的列车协同控制方法在不同发车间隔下均可提高再生能利用率并节约列车运行净能耗,平均节能率达8.37%。     

超级电容储能装置在城市轨道交通中的应用

利用超级电容特性并结合城市轨道交通特点,设计一种用于城市轨道交通的储能装置,以维持在车辆启动和再生制动时的电压稳定,减少隧道内因电阻发热而产生的温升.通过吸收再生制动能量,在列车启动时释放能量,使其循环利用,实现节约环保.     

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。     

基于再生能量利用的城市轨道交通节能时刻表的研究

再生能量在城市轨道交通系统中同一供电区间内相邻列车之间的可传递性已经在实践中被证实,为了提高再生能量利用率,针对城市轨道交通列车“行车密度高、站间距离短、日周期性强”的特点,本文提出了一种时刻表的优化方法.首先,分析再生能量在相邻列车间的传递过程,构建时刻表优化模型,通过调整列车在车站的停站时间使得制动列车产生的再生能量能够更多的供给牵引列车使用,从而提高再生能量的利用率.其次,设计遗传算法求解时刻表优化模型,得到优化的时刻表.最后,基于北京地铁亦庄线的线路数据做算例分析,结果表明该方法使得再生能量的利用量提高了48％.     

成都地铁环控设计中系统模式比选

针对成都地区的气象条件、地铁列车运行模式、客流量等因素,重点研究开式、屏蔽门式、开/闭式和开闭混合式系统模式的可行性。采用简化的半经验法,对开式系统和屏蔽门系统中车站和隧道内的温度变化进行计算。引入活塞风通风模型,对开/闭式系统中闭式运行时的活塞风影响进行分析,并建立相应的负荷及温度分析模型。将开闭混合式系统中非空调车站内空气作为一个控制体,用能量守恒原理,分析与空调车站相邻的非空调车站内空气的温度变化。根据热力过程分析比较结果,提出适合成都地铁环控系统模式的建议。     

深埋地铁隧道通风设计计算

通过设置合理的边界条件和参数,运用隧道环境模拟计算程序,对广州地铁6号线的隧道通风设计进行计算,并针对隧道内温度和风量进行了分析。在合理配置隧道通风系统的情况下,深埋隧道内全线温度满足要求;活塞效应作用较大,且隧道区间换气量满足要求。     

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。