相邻变电所间再生制动能量转移利用技术研究与应用

为解决2个相邻变电所在同一时刻分别从电网获取电能和向电网反送电能问题,对相邻变电所间再生制动能量转移利用技术进行研究和工程验证。分析再生制动能量在相邻变电所间转移利用的工作原理,提出一种基于信息流和能量流协同控制的分布式系统设计方案。通过直接高效转移利用再生制动能量,实现铁路节能节支。制定计及牵引负荷需求、再生制动能量和系统额定功率等多约束条件的转移利用策略,建立一种由能量管理层和变流控制层组成的分层控制架构,研究功率转移控制算法,并在陇海铁路开展示范应用。现场运行结果证明,系统方案设计合理,控制策略正确可行,节能效果良好,日均节约电量达14.5 MW·h。     

基于变电所间能量调度的电气化铁路再生制动能量利用系统

加强再生制动能量利用技术研究及应用,有助于铁路节能、节支和绿色发展.为实现再生制动能量直接与高效利用,基于变电所间再生制动能量调度互用原理,设计了一种由能量管理装置和能量调度装置构成的电气化铁路再生制动能量利用系统,提出了基于牵引负荷需求、再生制动能量、系统额定功率和预设调度阈值等多约束条件的最优控制策略,并通过示范工...     

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。     

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。     

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。     

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。     

复杂艰险山区列车再生制动对牵引网电压影响及相关抑制措施研究

复杂艰险山区修建高标准铁路的需求日益紧迫。这些铁路技术标准高、长大坡道多、列车再生制动功率大。当再生制动能量反送回电网时将引起牵引网电压高,易引起列车车顶间隙放电、导致列车制动失效,严重时将影响铁路的正常运行。以国内某典型牵引变电所负荷数据为例,定量评估了长大坡区段的列车日再生制动能量特性,分析再生制动功率引起的牵引网电压抬升情况;然后建立相应的仿真模型,并利用实测数据进行验证;基于所建仿真模型,模拟分析客货列车在不同制动条件下进行再生制动时对牵引网电压抬升的影响;最后研究了抑制再生制动对牵引网电压抬升的工程措施。     

T2K探索能量回收系统

由欧盟出资赞助的一项研究项目正在测试各种可逆变电所,这些可逆变电所能让地铁和铁路经营者从直流牵引系统回收再生制动能量并把能量反馈给三相交流输电网。     

交流电气化铁路相邻变电所间再生制动能量复合利用技术

为进一步提高再生制动能量利用率,助力铁路节能降耗和节支增效,研究能量转移与存储结合的相邻变电所间再生制动能量复合利用技术。阐述系统构成及其工作原理,基于各端口间的能量供需关系,以优先直接转移和最大化综合利用为目标,制定相应能量管理策略。在此基础上将系统运行工况划分为4种模式并分析典型工况的功率潮流,然后提出主从控制架构和分层控制策略。通过现场实测数据仿真分析,验证能量管理及控制策略的正确性和有效性。结果表明,提出的能量管理及控制策略能够有效协同控制再生制动能量按需转移、存储和释放,实现高效复合利用。     

城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用

介绍了城市轨道交通车辆再生制动能量回收利用方式中的消耗型、储能型和逆变回馈型三种系统方案,并比较分析了三种系统方案的经济技术性。重点分析了逆变回馈型车辆再生制动能量回收利用方案。采用逆变回馈型车辆制动能量回收装置,在技术成熟度、国产化水平、经济效益等方面均适合我国城市轨道交通工程建设运营的发展需要,是工程应用的方向。在确定车辆制动能量回收装置设置方案时,应进行经济技术比较,以确定合理的设置方案,保证社会效益与经济效益均优。     

基于树形双边供电的重载铁路贯通同相供电方案

结合重载铁路既有供电方式特点,提出一种适用于重载铁路牵引供电系统的贯通同相供电方案。介绍该贯通同相供电方案的3项关键技术,即:组合式同相供电技术、树形双边供电技术以及牵引网分段供电与状态测控技术,并对树形双边供电系统的均衡电流以及单线牵引网阻抗进行详细研究;以某既有重载铁路牵引供电系统改造工程为例,将该贯通同相供电方案应用于该线路牵引供电系统工程改造中;通过理论分析以及实测分析,分别从运行模式、均衡电流实测分析、牵引网分段测控技术的适应性等角度对该既有线路贯通同相供电改造方案可行性进行分析。研究结果表明:基于树形双边供电的贯通同相供电方案可行,且兼顾更好的系统性能以及技术优势。     

交流电气化铁路再生制动能量高效协同利用技术

加强再生制动能量利用技术研究及应用，是推进交流电气化铁路低碳发展的重要举措。为进一步提高再生制动能量利用率，有效解决电力负荷消纳能力不足问题，兼顾成本控制，提出一种转移和存储协同利用技术。首先，阐述协同利用装置的构成及其工作原理，研究基于主从控制的分层控制架构。然后，基于转移利用优先和最大化利用原则，制定计及再生制动功率、电力负荷需求功率和装置额定功率等多重条件共同约束的控制策略。其次，依据现场实测数据，对控制策略的正确性和有效性进行仿真验证，并分析节能效果。最后，综合考虑循环寿命、安全性和可靠性等多方面因素，确定选用钛酸锂电池作为储能介质，并在此基础上，测算投资成本与全生命周期收益。研究结果表明，协同利用技术能够实现再生制动能量高效利用，节能节支效果良好，具有较高的工程应用价值。     

深圳地铁2号线工程再生制动能量吸收装置设置方案研究

研究目的：选择适合于深圳地铁2号线工程特点的再生制动能量吸收装置设置方案。 研究方法：针对再生制动能量吸收装置的几种设置方案，结合深圳地铁2号线工程实践，从车辆、环控、变电所、土建几个方面，分别对车载设置方案、地下变电所设置方案、地面变电所设置方案进行较为详细的分析比较。 研究结果：根据深圳地铁2号线沿线各车站现状，采用制动电阻地面通风散热的方案不具备工程可实施性，应采用车载制动电阻，并合理解决通风散热问题。 研究结论：指出了能否合理解决制动电阻的通风散热问题是本工程选择再生制动能量吸收装置设置方案的关键。     

地铁供电系统逆变回馈型再生能量吸收装置应用方案研究

地铁车辆依靠牵引供电系统提供电能作为动力,由于车辆频繁的制动,产生的再生制动能量十分可观,最大限度的利用再生制动能量成为地体牵引供电系统节能的重要课题。以逆变型再生能量吸收装置为例,在分析其工作原理的基础上,对其各种并网方式、安装容量、系统影响等方面进行系统分析研究。     

神朔重载铁路扩能工程电气化新技术

结合神朔重载铁路万吨扩能工程设计,介绍了电气化专业采用的SVC、110kv室内GIS组合电器、牵引变压器的分接范围、可变3,5次滤波并联补偿装置以及紧凑型牵引站布置等新技术,并从节能、减少工程量方面考虑,提出了适应具有高功率因数和再生制动机车的既有直供加回流线方式双线电气化铁道改造为AT方式的新方案。     

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。     

HX_D3D型机车牵引客车平稳节能操纵的研究

铁路运输业消耗大量能量,机车的能源消耗又在铁路运输能耗支出中占有很大比重。针对我国铁路日趋严格的节能、环保要求,通过对HX_D3D型机车能耗情况进行调研和总结,充分利用再生制动等技术,总结出了HX_D3D型机车牵引客车"稳、缓、明、精、省"的五字平稳节能操纵办法,及在具体调速环节中的应用技巧。在保证机车安全、平稳、正点的前提下,有效降低了机车的能耗,对HX_D3D型机车牵引客车平稳节能操纵具有一定的参考和借鉴意义。     

考虑再生制动能量利用的高速列车节能最优控制仿真研究

高速列车采用电空复合制动,具有综合制动的特性。为求解高速列车准点运行的节能最优控制问题,将电力再生制动工况和空气制动工况从综合制动特性中分离,建立适用于描述高速列车节能控制的运动学模型;将列车牵引传动系统效率和电力再生制动能量利用率引入能耗函数,并应用庞特利亚金极大值原理分析实现高速列车节能最优控制的必要条件,得到完整的高速列车节能最优控制工况集,推导牵引恒速、电力再生制动恒速和综合制动恒速这3种恒速控制工况下最优保持速度与电力再生制动能量利用率、牵引传动系统效率之间的定量关系,从而提出能够满足高速列车准点运行的节能优化控制算法。通过案例仿真,验证了算法的正确性。     

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。     

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。