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。     

城市轨道交通车辆制动车载储能系统研究

通过分析建立轨道交通车辆制动车载储能系统的必要性,提出使用超级电容型储能系统的合理性。建立了城市轨道交通车辆制动车载储能系统模型,介绍了制动车载储能系统的工作原理,分析了主要器件参数的选取依据,其中包括超级电容电压范围的选取、超级电容器容量、超级电容器数量和电感量的确定。通过仿真计算再生制动能量的大小,从基于功率—容量约束确定最优初始充电电压,完成了超级电容阵列优化配置,为后期储能系统的整体结构设计以及电感和电容的选取提供了理论依据。     

城市轨道交通列车车载信号系统改造施工方案研究

既有线信号系统的升级改造是未来城市轨道交通运维的重点工作之一。基于“既有线改造不应影响日常运营”这一原则,对既有列车车载信号系统的改造施工方案进行研究。介绍了车载信号系统改造施工前准备的主要内容,分析了既有系统改造的总体需求。重点阐述了车载设备安装及控制电路相关电气安装的施工方式、施工工序,并提出了改造施工方案测试验证的主要内容及具体要求。     

城市轨道交通列车车载信号设备隔振方案研究

城市轨道交通列车运行时难免产生振动和冲击,这会对列车的车载信号设备造成损伤,甚至失效。因此,必须考虑车载信号设备的隔振方案。隔振方案设计时,需考虑车载信号设备的结构形态、机械特性、安装方式和位置等。通过隔振方案在城市轨道交通列车车载信号设备上的应用,对其预期的和实际的效果进行对比分析可知,隔振方案能有效隔离或吸收车辆运行过程中产生的振动和冲击,确保信号设备在使用寿命内的可靠运行。     

城市轨道交通列车紧急自牵引方案研究

目前,城市轨道交通列车的行驶完全依赖于外部电力供应,这就限制了断电情况下列车移动的灵活性。提出了基于车载储能装置的运营列车在外部供电瘫痪的紧急情况下的自行牵引移车方案,并对系统架构、储能装置的设计及列车运行工况等进行了分析。该方案可极大地提高列车移动的灵活性,将会在紧急救援中发挥积极作用。随着储能技术、电力电子技术日益成熟及其成本的降低,自牵引技术将会在列车上逐步得到实际应用。     

1500V城市轨道交通锂电池储能系统的应用

针对现阶段城市轨道交通车辆采用电阻消耗再生制动电能带来的隧道温升、车体质量增加、能量浪费等问题,对城市轨道交通用再生制动锂电池储能系统进行研究,分析其工作原理、结构及功能,并提出锂电池储能系统充放电控制策略。以广州地铁4号线为例进行了仿真,仿真结果表明,锂电池储能系统可以有效抑制牵引供电网的电压波动。     

城市轨道交通车载列车自动防护设备仿真检测平台研究

仿真测试是开展城市轨道交通信号系统相关技术研究的一种有效方法。利用商业虚拟仪器开发平台LabVIEW,讨论了车载ATP(列车自动防护)设备仿真检测系统研制的技术和方法。实践证明,该车载ATP设备仿真检测平台具有高效、灵活、低成本的特点。     

城市轨道交通列车自动监控系统

介绍了列车自动监控系统在城市轨道交通应用情况,分析了ATS系统的组成结构和控制系统,并对ATS系统的功能进行了论述。     

城市轨道交通进站制动算法研究

城市轨道交通列车制动问题解算的核心是制动距离的计算.在常用算法的基础上提出一种采用运行距离与进站制动点并进的求解方法.这种求解方法不需要反复试凑就可获得进站制动点,能更快速、准确地确定进站制动点及制动距离,且可使计算速度大幅度提高.     

考虑功率-容量约束的城市轨道交通车载超级电容阵列配置方法

基于容量约束配置方法配置的超级电容阵列吸收功率远小于城市轨道交通车辆电制动功率,造成制动能量的浪费.由于超级电容阵列的充电初始电压值对其合理配置影响很大,存在理论上的最优值,因此在分析车辆再生制动电气特性基础上,建立超级电容阵列功率和容量需求数学模型,提出满足制动能量回收电气参数的功率-容量约束配置方法,然后从最低工作电压的角度对该方法中的充电初始电压进行优化,并给出超级电容阵列的优化配置流程.算例分析和仿真验证表明:基于功率-容量约束配置方法配置的超级电容阵列能够满足城轨车辆制动能量回收的需求,节能效果优于容量约束配置方法,且具有较高的节能/质量比.     

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。     

城市轨道交通飞轮储能系统控制策略研究

为了解决城轨列车频繁牵引、制动造成的网压波动和能量浪费问题,针对应用于城市轨道交通的飞轮储能系统,提出一种基于牵引网直流侧电压的充放电控制策略,采用均速控制方法调节飞轮阵列因工艺与环境不同造成的转速差异,并在现有控制策略的基础上提出空载网压辨识算法,确保飞轮在中压环网电压波动时仍能正确动作。最后以北京地铁房山线为例,对含飞轮储能系统的牵引供电系统进行建模和仿真分析,并在牵引变电所接入飞轮储能装置进行现场实验。研究结果表明：接入飞轮后,牵引网压峰谷差值降低了33.2%,牵引变电所输出能量减少了23%,验证了控制策略的可行性和飞轮储能系统的稳压节能效果,为飞轮储能系统在城市轨道交通领域的进一步应用提供参考和借鉴。     

城市轨道交通地面储能系统的能量管理策略综述

地面式储能系统是城市轨道交通中回收和利用再生制动能量的有效方式之一,可实现节能、稳压、削峰和紧急牵引等功能,储能系统的能量管理策略是实现这些控制目标的基石.首先简要介绍地面储能系统的组成与控制构架;然后,基于设计思路和问题目标归纳总结地面式储能系统能量管理策略的研究现状,并分析不同类型能量管理策略的特点.在此基础上,对地面式储能系统能量管理策略未来的研究方向和发展趋势进行展望.通过对现在和未来能量管理策略进行探讨,为地面式储能系统的发展提供借鉴和参考.     

城市轨道交通新能源技术应用研究

为了支撑轨道交通系统绿色环保的可持续发展需求,在光伏发电及储能方面展开研究。设计城轨交通系 统用分布式光伏-储能供电系统方案,研究多系统、高可靠度的供电模式和源储荷多能源耦合下的能量管理策略。 面向光伏储能接入单个牵引变电所,提出一种基于深度强化学习的能量管理与优化方法。该方法使用深度 Q 网络 对列车负荷、光伏单元和储能单元功率输出等状态信息进行训练学习,通过训练好的代理对直流牵引网进行能量 管理,解决光伏发电系统难以适应城轨列车启停频繁、工况多变,以及多能源系统引入后带来的供电稳定性、容 量配置和能量管理等问题,有效提升城市轨道交通系统的绿色能源利用率,降低变电所输出能耗。     

城市轨道交通车辆制动能量回收系统的储能装置与辅助电源控制研究

针对城市轨道交通车辆制动能量回收系统,设计了能量储存装置与辅助电源对用电器供电的切换系统.以实验室现有的城市轨道交通车辆制动能量回收系统为基础,提出了一种由单片机控制的供电控制系统.从硬件和软件两个方面详细介绍了供电控制器的设计过程,通过试验验证了其具有较高的控制精度和较好的稳定性能.     

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。     

城市轨道交通车辆储能技术研究

介绍了目前已在国内外城市轨道交通车辆上使用的电池组、飞轮和超级电容等储能技术。从性能和经济性方面对三种储能设备进行了比较,指出超级电容是最为理想的储能方式。通过比较超级电容的车载和地面模式,提出超级电容车载模式是最为经济的储能模式。