技术推动行业进步 实现人类幸福出行

正地铁再生制动能量利用系统北京鼎汉新近推出的地铁再生制动能通利用系统是将地铁列车制动时产生的再生制动能量进行回收的一款节能环保产品。鼎汉同时具有电容储能系统和中压逆变回馈系统的成熟产品,并通过相关质量检测认证。电容储能系统:主要由双向DC/DC变流器和超级电容柜组成,将处于再生制动工况下的列车反馈的制动能量吸收到大容量电容器组中,当列车出站或供电区间有列车需要取流时将所储存的电能释放出去,使牵引网电压稳定在设定范围内,起到削峰填谷作用。     

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。     

基于超级电容的地铁列车再生制动能量利用分析

为吸收地铁列车再生制动能量,对比了多种能量回收技术。研究一种基于非隔离双向DC/DC变换器的超级电容储能装置,分析了其工作原理和结构特点。在列车制动时,储能装置吸收制动能量,列车加速时释放能量,减少了能源浪费。根据地铁运行工况,分析了储能装置容量配置及能量管理控制策略。通过仿真验证了方案的可行性。     

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。     

超级电容器分段充电控制策略研究

针对超级电容器单一充电控制方式中充电时间、充电电流和初始充电的控制问题,文章提出了一种超级电容器分段充电控制策略,即分为脉冲充电、恒流充电和恒压充电3个阶段,实现了初始状态为零的超级电容充电控制,缩短了充电时间,避免了充电末期电流过大的隐患。文章阐述了3个阶段的变化趋势和状态切换条件,设计了基于三环控制的控制环路,并研制了超级电容DC/DC变换器充电样机。实验结果表明,该控制策略能够很好地实现超级电容的充电控制。     

混合动力米轨动车组于马来西亚上线运营

正2021年4月11日,由中车株机公司研制的混合动力米轨动车组在马来西亚上线运营。该动车组专为马来西亚东海岸非电气化线路打造,采用4节编组,运行时速120 km,在设计上充分体现了"绿色+智能"的理念。1)采用先进技术。该款动车组使用"内燃动力包+超级电容储能电源"混合动力系统。列车牵引时,超级电容可短时间提供大功率电流供列车启动加速;列车制动时,超级电容可吸收存储超过85%的制动能量。列车采用超级电容储能电源作为动力源之一,     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。     

城轨列车车载超级电容寿命预测研究

城轨列车运行过程中,会对储能系统进行充放电,储能系统的超级电容组承受着周期性循环的结温波动,结温频繁变化会损伤超级电容,是列车储能系统中最易发生故障的器件之一。为了在线计算超级电容的结温状况,首先建立等效热网络模型;然后将热模型获得的结温曲线通过实时雨流计数法提取结温特征,结合所提寿命预测模型实现超级电容组的寿命预测。另外,以三维图的形式展示各平均温度和温度波动条件下超级电容组的循环寿命,为预测更多工况条件下超级电容组的寿命提供参考,以便进一步提高储能系统的可靠性和安全性。     

储能式无轨电车DC/DC非线性控制策略的研究

在超级电容储能式无轨电车的充电控制系统中,外部的扰动会使得控制系统的输出控制性能降低,从而导致系统的噪声放大。为了增强控制系统的鲁棒性和自适应能力,基于跟踪微分器提出了一种新型的非线性控制方法,提高了超级电容储能式无轨电车的充电控制性能,优化了系统的输出电流电压的控制曲线。针对控制参数变化和调节的问题,加入Ziegler-Nichols的频域响应法(简称ZN法)来整定控制参数。通过仿真及试验分析,验证了所提控制算法的有效性,对于系统的输出控制性能有明显的提升,解决了系统快速性和超调之间的矛盾,从而实现了超级电容储能式无轨电车高效快速地充电。     

储能式现代有轨电车地面充电系统

文章从输入电源配置、系统组成及原理方面阐述了几种适用于超级电容储能式现代有轨电车的地面充电系统,并对充电系统设计方案进行分析比较。     

首列超级电容储能式100%低地板有轨电车广州开通试乘

<正>2014年12月31日,广州海珠有轨电车示范线开通,广州市民试乘世界首列采用超级电容的储能式100%低地板有轨电车。该款新型有轨电车是一种非传统受电式、完全采用超级电容储能电源驱动的有轨电车。电车不排放废气,运行无需架空受电网,能在乘客上下车的20~30 s时间里快速充满电,一次充电后能连续行驶4 km。列车以及其核心元器件——超级电容,都为南车株洲电力机车有限     

三电平地铁再生制动能量储能变流器研究

地铁站间距小,车辆启停频繁,制动时车辆进行再生制动将机械能转化为电能反送至接触网,这部分能量若不能及时被邻近车辆吸收,将会抬升接触网电压,影响车辆正常运行,传统的办法是将这些能量消耗在电阻上,从而造成大量的电能浪费.本文提出一种以三电平双向DC/DC变流子系统和超级电容储能子系统为核心的再生制动能量存储方案及三闭环控制...     

超级电容储能装置容量配置影响因素分析

在城轨交通系统中加入超级电容储能装置,可有效抑制列车的再生制动失效问题。为模拟加入储能装置后城轨供电网络的能量流动情况,从全局、动态的角度搭建地面式超级电容储能系统仿真平台,针对国内某地铁线路进行仿真分析,探讨发车间隔、上下行发车时间差以及超级电容控制特性对容量配置结果的影响,并最终确定一套较为合理的容量配置方案。     

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统方案对比分析

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统包括再生制动能量回馈系统、再生制动能量储存系统和混合型再生制动能量利用系统。回馈型系统可实现交流电网与直流母线的能量双向流动;储能型系统是将列车多余制动能量存储到储能单元中,起动时再将能量释放出来供列车使用,储能元件有超级电容、蓄电池及飞轮;混合型系统是回馈型和储能型的组合,其功能及性能兼具2种系统的特点。3种系统方案各有特点,均可实现列车制动能量回馈利用,减少电网能耗,不仅在节能环保方面有重要意义,对于整个城市轨道交通行业降低运营成本将具有重大影响。     

城市轨道交通车载混合储能装置新型控制方案及策略研究

锂电池与超级电容相组合的混合储能系统作为地铁、轻轨列车、现代有轨电车等电力牵引列车的车载储能系统,不仅能满足列车对于高能量和高功率的需求,而且具有整体尺寸小、使用周期长、成本低、可回收大部分列车制动能量等优点。本文对混合储能系统的控制方案、控制策略进行分析研究,在建立混合储能系统控制模型的基础上,提出一种灵活有效的新型主从控制方案,并基于此控制方案通过设计不同控制策略实现混合储能系统的多种控制目标。     

基于遗传算法的城轨交通超级电容储能装置能量管理和容量配置优化研究

在城轨交通供电系统中应用超级电容储能装置可以有效回收列车制动能量,抑制直流网压波动。首先建立了包含列车和超级电容储能装置的城轨交通供电系统仿真平台,且综合考虑节能电量、投资成本和电价等因素,计算超级电容储能装置的经济效率,并将其作为储能装置能量管理和容量配置优化的目标函数。提出了一种结合城市轨道交通供电系统仿真模拟平台和遗传算法的优化方法,实现储能装置能量管理控制参数和容量配置方案的同时优化。最后以某条地铁线路为例,通过仿真对比验证论文提出优化方法的有效性,使应用于城轨交通供电系统的超级电容储能装置得到最大的经济效率。     

基于超级电容的分布式太阳能发电系统设计

文章介绍了分布式太阳能发电的现状,详细分析了适用于超级电容的双向DC/DC变流器的工作原理及控制策略;构建了基于双向DC/DC电路的多路超级电容器的太阳能发电补偿系统,并进行了系统验证;实验模拟天气引起的直流母线电压波动、掉电实验和负载突变等多个工况,结果显示超级电容器系统能够很好地为太阳能发电系统提供补偿,提升太阳能系统输出的电能质量和稳定性。     

现代有轨电车供电方式的研究与对比

针对超级电容有轨电车的用电特性,研究在不同牵引网络下有轨电车充电装置的主电路,分析其在DC1500V供电电压、AC10kV供电电压以及AC380V供电电压下的充电状况及控制策略。分别从架设专有线路、城市电力需求、供电质量和供电可靠性方面进行对比。研究可知,储能式充电装置能良好适应各种充电环境,对电网容量需求低、具有实用、经济、可靠等优点,能有效促进储能式有轨电车的建设发展。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

国外资讯

瑞士日内瓦试验评估有轨电车超级再生储能电容 瑞士日内瓦有轨电车TPG正在进行超级电容诣能装置原型试验，该装置可使制动能量回收并使电车在没有外部电源供应下短距离运行。1t重的超级电容器被安装住由Stadler公司制造的Tallglo有轨电车车顶，它可以使有轨电车以55km／h速度运行，并能有效地吸收和释放制动电流。再生制动电能在列车开始启动时被使用，