混合动力有轨电车运行能耗研究

混合动力有轨电车在紧密城市轨道交通网络的过程中发挥着重要的作用,对其运行能耗进行分析有助于优化轨道交通建设、缩减运输成本以及制定相关节能措施等。基于能量守恒定律,建立有轨电车能耗计算数学模型,分析、研究有轨电车在不同工况运行时的速度、坡度、曲线半径、车重、车载辅助设备功率等因素对运行能耗的影响,并以国内研发的某储能式有轨电车为原型车对运行能耗进行实证计算。     

现代有轨电车时刻表与操纵节能协同优化

为保证有轨电车快速和准点的优势,通常采用绿波控制协调各信号灯的相位差,使有轨电车在交叉口间按规定时间运行时能连续获得绿灯。然而,目前编制时刻表时一般未考虑列车在车站启停操纵引起的时间损失,导致列车赶点运行而增加牵引时间甚至遇上红灯,从而导致牵引能耗增加。以总牵引能耗最小为目标,建立时刻表和列车操纵双层节能优化模型。上层为有轨电车在各交叉口间运行时间的优化调整模型,下层为列车在给定运行时间下的节能操纵模型。同时,设计相应的双层遗传算法进行求解。研究结果表明:通过该方法可以在总运行时间不变的情况下减少超过16.5%的牵引能耗。     

高速列车节能运行优化控制方法研究

高速列车节能运行控制对高速列车节能降耗至关重要。基于现代最优控制理论,考虑列车再生制动能量反馈,建立高速列车在定时约束条件下最小能耗计算模型,利用极小值公式推导得到最佳控制原则为最大牵引、匀速、惰行及最大制动这4种运行方式组合。在此基础上,依据高速列车牵引特性和阻力特性曲线,提出一种列车节能运行控制方法,基于此方法求解得到列车运行能量消耗最低所对应的最大速度值,从而计算得出整个运行过程中列车运行能量消耗最小时最大牵引、匀速、惰行及最大制动的转换点。为验证所提方法的有效性,以京津城际CRH3型动车组为例,采用本文所提出的节能运行控制方法,列车运行能耗比试验测试值降低了约14%。研究结果为高速列车节能运行控制提供了依据。     

基于无线电能传输供电方式的有轨电车能耗分析研究

结合有轨电车实际运行工况与牵引动力系统效率等参数对车辆牵引动力系统能耗进行仿真分析研究.提出了有轨电车系统效率计算方法.结果表明,车辆基本运行阻力造成的能耗和车载辅助供电系统用电之和占车辆总能耗的2/3左右,其余能耗由车辆动力系统产生.定量分析了车辆运行中产生的各项能耗,为车辆能量利用效率的提升研究提供依据.     

南宁地铁1号线列车能耗统计分析

针对南宁地铁1号线列车在AW2工况下,上、下行各区间的运行牵引能耗和再生制动能量,结合运行线路区间长度、区间高度变化,分析影响列车能耗的主要因素,并为列车蓄能装置的容量设计提供参考。研究结果表明:在复杂线路环境下,列车在AW2工况单次再生制动产生的能量约为5～14 kW·h,受区间线路变化的影响较大。当考虑再生制动能量100%回收时,AW2工况下列车上、下行平均牵引能耗与区间长度的相关系数接近0.9,每km能耗约为6.6 kW·h。     

现代有轨电车储能式供电能耗与配套供电

储能式供电是现代有轨电车的重点技术发展研究方向和热点问题,列车自带储能装置可为车辆提供牵引电源和辅助电源而脱网运行。通过对储能式供电的技术特点、能耗与充电、供电需求的关系的分析研究,对有轨电车储能式供电车辆与供电系统的配合提出思路。     

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。     

有轨电车运行能耗影响因素及节能措施分析

为提升有轨电车能量综合利用效率,就基础设施和运营组织相关因素对有轨电车运行能耗的影响进行了重点分析,从车辆属性、线路条件、运营组织模式等方面提出了相应的节能优化措施。在此基础上,拟合得到了不同速度下部分关键参数对运行能耗的影响关系,为有轨电车运行能耗的快速评估提供了一种可行的方法。     

动车组节能运行控制策略仿真分析

依据动车组运行速度、牵引制动特性及运行区间线路特征构建运行能耗数学模型,输出包含最大级位牵引、最大级位制动、小级位牵引、惰行和小级位制动等运行工况的节能运行控制曲线;对运行区间进行离散分区,构成区间分区序列,分区间的运行速度转换点构成速度转换序列;根据最优速度转换序列,组合最大牵引、匀速、惰行及最大制动运行模式,得到最优节能运行控制策略;采用实际线路及列车参数对最短运行时间能耗、司机操作运行能耗和节能策略运行能耗进行仿真分析,输出速度-能耗-里程关系曲线。通过对仿真计算结果与实车测试数据进行分析对比,验证了动车组节能运行控制策略的有效性。     

HX_D1组合列车牵引与电制动模型的验证

为了验证重载列车牵引与电制动模型可靠性,以HX_D1型8轴9 600kW电力机车为研究对象,使用列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)分别对惰行、牵引和电制动工况下的速度、车钩力等参数进行仿真计算并与试验比较。结果表明:车辆运行基本阻力模型在惰行工况下能够很好的模拟列车瞬时速度变化,最大误差0.9km/h;上坡道牵引工况下的仿真速度与试验最大误差在±1km/h内,第4车车钩力最大误差3.2%;下坡道制动工况下仿真速度误差0.8km/h,第4车车钩力最大误差3.7%,证明了建立的车辆运行基本阻力、牵引与电制动模型是准确的。     

考虑人工驾驶的动车组列车节能运行优化

铁路运输中列车牵引能耗是主要的能源消耗.为有效减少列车牵引能耗,首先应用无制动保持速度的驾驶策略,考虑人工驾驶的特点和列车驾驶员实现驾驶命令时存在的不确定性,以列车运行时间和牵引能耗为目标,在满足一定的停站精度、线路条件等约束条件下,提出基于仿真的列车节能运行模型.然后应用模糊非支配排序遗传算法求解列车节能运行方案和最优能耗曲线.最后以广州东-东莞线路CRH1A型动车组为仿真实例,列车牵引能耗可降低7.8％,验证了模型的可行性和实用性.     

上海轨道交通AC16型电动列车能耗测试与分析

采用独立于列车的CRIO嵌入式数据采集系统和Lab VIEW软件构建了一套测试系统,实现了上海轨道交通11号线AC 16型电动列车牵引系统能耗的测量与分析,并以此评估了车载系统能耗计算模型和计算方法。在此基础上,分析了列车运行时段、运行速度等级与制动施加程度等因素对列车引牵能耗的影响,为地铁列车节能提供了技术参考。     

氢能源有轨电车运行能耗仿真计算方法研究

结合氢能源有轨电车的能源使用特征和运行特征建立了氢能源有轨电车运行能耗的仿真计算方法.首先,将氢能源有轨电车的连续运行曲线离散化;然后,通过各个离散步长内的牵引能耗反算实时牵引电流值;最后,基于氢燃料电池在不同电流值下的能源转换效率函数计算得到氢能源的消耗量.将以上仿真计算方法应用于运营中的佛山高明氢能源有轨电车项目工...     

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。     

武广高速铁路运行时分和供电系统能力评估

<正>列车牵引能耗是高速铁路牵引供电系统设计输入条件中的一个重要资料。相同线路条件下,牵引能耗资料又与列车运行时分(列车速度)密切相关,不同运行速度列车能耗不一样。针对武广高     

基于列车运行多模型的能耗仿真计算

针对目前城市轨道交通系统能耗剧增导致能耗计算量大、计算不够精准的问题,通过考虑电机动态效率,精确计算实际列车侧能耗,并构建基于列车运行单质点和多质点模型的能耗仿真计算模型。首先分析列车牵引传动系统的能量流动过程,建立各部件效率与列车运行状态的关系。然后,结合各部件效率转换,依据两表法推导基于电功率的实际列车能耗计算公式,综合分析影响能耗的因素,进一步提出考虑单质点和多质点列车模型的能耗仿真计算方法。最后,以国内某市域线路的四站三区间为例,验证本文所提能耗模型的准确性。研究结果表明：无论是单质点还是多质点列车运行模型下的运行能耗,与实际运行能耗相比,均能实现 5%以内的偏差;在单质点模型的基础上,多质点模型的运行能耗进一步减小了 1.66%的偏差。本文所提模型可以为列车节能优化提供理论支撑,助力我国绿色经济发展。     

车载储能低地板有轨电车牵引传动系统设计与应用

为实现低地板有轨电车在路口无接触网运行,设计开发了一种列车车载储能牵引传动系统.对车辆技术要求、列车牵引特性计算和设计、牵引传动系统主电路设计、牵引传功系统设计、列车车载储能装置能量管理策略等进行了介绍,并采用装车试验进行了验证.试验表明,该牵引传动系统可有效对列车车载储能装置进行能量管理,以及对列车车载储能装置的充放电电压及电流进行限制,可高效地利用整车在制动过程中的再生制动能量,提高了能量的利用率.     

大连快轨3号线续建工程区间信号设计

研究目的:通过对大连快轨3号线续建工程线路平、纵断面条件分析,结合线路通过能力要求和信号设备的类型,按照线路运量要求进行列车模拟牵引计算,通过模拟牵引计算结果,设计出适合大连快轨3号线续建工程列车安全运行的运输能力和合理的区间分界标位置.研究结论:通过模拟牵引计算,列车最高运行速度为79 km/h时,最大制动距离为657 m,考虑必要的安全距离,本线最大的闭塞分区长度取700 m即可满足要求.在开发区站附近,考虑列车的折返要求和列车运行速度,最小闭塞分区长度取200 m即可满足要求.在采用固定闭塞方式条件下,信号设备速度码分级应与列车运行速度相一致,不能限制列车的正常运行,从而提高列车的运行速度.     

列车牵引能耗计算方法

针对列车牵引能耗既有计算方法缺乏统计标准和能耗预测手段,通过分析机车性能、线路属性等因素对列车牵引能耗的影响,提出新的能耗计算方法。算法步骤是:客车按照车次、货车按照机车交路确定列车运行经路;按照列车起停、运行、惰行及空转、出入段及调车、上坡5种牵引过程,分别计算各区段的列车牵引能耗;按照列车径路累加各区段的能耗值,并换算为油、电的消耗量,最终计算出能耗费用。据此开发列车牵引能耗计算软件系统,以宝成线、丰台机务段为例进行能耗计算及影响因素分析,以DJ4和SSJ3为例进行新型机车牵引能耗的预测。结果表明,应用此计算方法和系统能够及时掌握列车牵引能耗的变化。     

储能式有轨电车运营过程能量优化方法的研究

针对储能式有轨电车运营过程中的能耗问题,提出基于车辆的牵引计算模型,对车辆节能运行模型及操控策略进行研究。利用最快控制、最经济和综合优化等3种速度控制策略对车辆能耗进行仿真,结果表明降低最高限速可有效地降低车辆的运营能耗。