基于列车运行状态的城轨超级电容储能装置控制策略

研究应用于城轨交通的地面式超级电容储能装置的控制策略。首先建立结合列车、储能装置和制动电阻的牵引供电系统的数学模型,分析了列车再生制动时超级电容和制动电阻能量分配的影响因素,并由此提出了考虑列车运行状态的储能装置控制策略。该控制策略通过列车实时功率、位置数据,动态调整储能装置的充电电压指令,从而调整超级电容的充电功率,使储能装置工作在最优状态。为了验证所提出的控制策略的有效性,利用北京地铁八通线梨园站的兆瓦级超级电容储能装置开展了实际列车运营实验。现场实验表明,该控制策略可有效地提高超级电容的利用率,增大储能装置的节能量,降低地铁系统的运行能耗。     

地铁储能型再生能量回收装置控制策略研究∗

针对地铁牵引网电压波动剧烈及机车再生制动能量利用率不高的问题,在地铁牵引供电系统中装设超级电容储能元件,提出一种地铁储能型再生能量回收装置.该装置不仅可实现机车再生制动能量的回收利用,还可通过装置与供电系统间协调控制,达到双向稳压、削峰填谷的目的.首先分析系统主电路结构及工作原理;然后构建系统上层能量管理,下层变换器控制的协调控制策略;最后搭建系统仿真模型,模拟分析多种运行工况,验证该装置及控制策略的正确性和有效性.     

基于RBF网络的车载超级电容滑模控制系统

针对地铁在频繁的加速和制动过程中导致电能浪费、牵引网电压的剧烈波动和电网运行不稳定等问题,提出一种基于RBF网络的车载超级电容滑模控制系统。超级电容储能装置通过与双向DC/DC变换器连接,给列车提供牵引或者吸收列车产生的再生制动能量。在Boost模式和Buck模式下,分别设计RBF神经滑模控制器。仿真结果表明,与传统的PI控制相比,神经滑模控制下的车载超级电容储能装置提高了再生制动能量吸收效果,抑制了牵引网电压波动。     

基于车载超级电容储能系统在城市轨道交通的应用研究

介绍了超级电容储能系统的结构和双向DC-DC变换器的功能特性,制定了双向DC-DC变换器的电压外环、电流内环的双PI控制策略。列车启动阶段,牵引网电压下降,超级电容输出能量;列车制动阶段,牵引网电压升高,超级电容吸收能量。搭建了1 500 V直流电气化铁路仿真平台并进行了仿真,仿真结果验证了超级电容储能系统吸收再生制动能量,减少地铁电能的损耗,有效地控制了牵引网电压的下降和升高。     

超级电容在城市轨道交通中改善电网电压的研究

研究了车载超级电容储能装置在改善电网电压方面的应用.在城市轨道交通中,列车加速时,由于线路阻抗的存在导致直流电网电压下降;制动时,再生能量反馈回直流电网,使电压抬升,为了避免再生失效,通常由电阻消耗再生能量.提出应用直流储能装置解决以上问题,提出超级电容储能装置的组成及设计方法,制定了相应的控制策略,最后以广州地铁4号线参数为例对实际车辆进行了仿真,验证了超级电容储能装置在改善电网电压方面的重要作用.     

一种电动汽车用制动能量回收控制器的设计

提出了利用超级电容作为制动能量回收储能容器的复合电源方案,并针对ATMEL公司mega16单片机,应用数字PID控制算法,设计了一种可应用于纯电动汽车的制动能量回收控制器模块.介绍了再生制动的原理及其控制器主电路与信号采集电路,以及用C语言编写的各工作模块.试验调试结果表明,充、放电电流随电压变化时,数字PID控制策略...     

城轨交通地面储能系统能量管理策略

城轨交通地面储能系统兼顾备用电源和吸收列车再生制动能量的功能。首先介绍地面储能系统传统双环能量管理策略,基于此分别讨论了数种电池、超级电容优化控制策略,并提出了基于列车运行状态的城轨交通地面混合储能装置子系统间能量交互管理策略。该控制策略根据列车运行状态控制电池和超级电容进行能量交互,在保障储能系统寿命的前提下使混合储能系统尽可能多地吸收列车再生制动能量。     

超级电容储能装置在电梯中的研究与实现

研究了超级电容储能装置在回收利用电梯制动能量方面的应用.电梯在运行过程中的母线电压波动较大,因而会对电网造成较大冲击,尤其是在能量回馈时,对用户配电系统造成较大扰动,危害了电力系统的安全运行.此处提出采用基于双向直流变换器的超级电容储能装置解决上述问题,并对其工作原理进行了分析,最后通过实验验证了方案的可行性.     

城市轨道车辆制动能量回收系统设计及分析

城市轨道车辆运行过程中频繁的启动、制动过程,制动能量相当可观。研究各种制动能量回收方法,是轨道交通节能的主要方式。给出了一种基于超级电容的制动能量回收系统设计方案,电机再生制动时制动能量通过特殊设计的制动单元存贮于超级电容中,用于列车照明和空调供电。为了验证该设计方案,开发了相应的试验平台,并对实验数据进行了分析,试验结果表明该方案可以有效回收制动能量。     

模块化再生制动能量利用系统及其控制策略

城市轨道交通需要频繁的启动和制动,若对其制动时产生的能母进行合理利用.可以达到节约能源的作用.针对基于超级电容储能的1.5 kV城市轨道交通供电系统应用场合,研究了一种采用输入侧串联、超级电容侧独立组合结构的模块化再生制动能量利用系统方案;提出了适用于该方案的三环控制策略,可以实现能量的双向自由流动、超级电容电压和最大充放电电流限制、串联模块的输入电压均衡等功能;最后通过实验验证了该系统的可行性.     

城市轨道交通超级电容储能系统的EMR建模与仿真

超级电容储能系统应用于城市轨道交通可有效地存储和再利用再生制动能量,稳定网压。给出了非隔离DC/DC变换器大功率超级电容储能装置模型,对储能装置的主要参数:超级电容器组、储能电感和滤波电容进行设计。在此基础上引入了能量宏观表达法(EMR)对列车牵引传动系统建模,并借助"反转原则"得到系统控制方法,在Matlab/Simulink平台上建立了车载超级电容储能系统的仿真平台,仿真结果验证了储能系统主要参数设计的合理性和控制策略的可行性。     

基于阶梯能量管理的电气化铁路混合储能系统控制策略

随着电气化铁路运营里程的不断增加,能耗问题也日益加重.为电气化铁路加装混合储能系统可以有效地回收列车再生制动能量,实现电气化铁路的节能运行.混合储能系统在采用滤波能量管理策略时,其内部会出现不同储能介质间的能量交换问题.对此,首先提出一种基于阶梯能量管理的控制策略,通过抑制这种能量交换来提高系统的再生制动能量利用率,该控制策略充分发挥了锂电池能量密度高、超级电容器响应速度快的优势.然后为了补偿锂电池参考功率变化引起的功率跟踪误差,加入超级电容器补偿环节来提升混合储能系统的动态性能.最后通过RT-L a b实时仿真和基于实测数据的算例分析验证了所提策略的有效性和可行性.     

制动能量回收储存装置监控系统的设计

采用超级电容器作为储能器件用于城市轨道交通车辆制动能量回收和释放时,需要实时监控超级电容器的工况和环境参数。采用＂模块化＂的方法将电源隔离处理,超级电容器监控系统既满足了制动能量回收装置的监控要求,又具有较强的抗共模电压能力和电磁兼容特性,可应用于其他高容量、大功率超级电容储能系统中。     

基于模糊控制策略的超级电容节能电梯研究

在分析电梯变频调速及工作过程中能量流向的基础上,针对电梯回馈能量的回收利用,设计了一种利用超级电容节能的拓扑结构,并提出了一种基于模糊控制的控制策略,采用Matlab/simulink软件进行了仿真,仿真和实验结果都表明超级电容储能的节能系统能够在电机制动时回收制动能量,从而验证了这种节能方案的可行性和基于模糊规则的能量管理方法的有效性。     

基于超级电容储能与电压型变流器的电梯能量回收系统效率优化控制策略

为提高电梯制动能量回收系统的效率,针对四象限电压型变流器(VSC)小功率下效率低的弊端,提出结合超级电容储能的电梯电机能量回收系统的效率优化控制策略。系统通过VSC统一进行能量管理,消除了引入双向DC-DC变流器带来的开关损耗和滤波电感损耗,同时根据负载功率的不同情况来选择性地开启、关闭VSC,从而使系统始终运行在效率最优的状态中。由于VSC对超级电容的功率进行了限制、分流,因此避免了其他文献中出现的储能器端压变化大、容易超出范围的问题,增大了超级电容的利用率。最终通过模拟电梯系统负载的仿真和对照实验证明了该控制策略的可行性与稳定性,比单一四象限变流器能量回收系统的效率提高2.7%~23.2%。     

一种再生制动控制策略的实验与仿真分析

再生制动是目前电动汽车的研究热点。以制动时电机制动转矩恒定及启动时超级电容电能优先利用为目的,设计了一种新的再生制动主电路拓扑结构和控制策略。在Simulink仿真环境下搭建系统数学模型,在理论上对再生制动系统进行仿真和研究,最后分析对比实验和仿真数据。结果表明,此再生制动控制策略在车辆制动过程中能够有效地控制电机制动转矩和回收动能,提高了电动汽车的续驶里程。     

列车再生制动能量管理及控制系统研究

为回收利用交流电气化铁路列车产生的再生制动能量,研究了再生制动能量管理及控制系统。提出一种基于牵引负荷状态的能量综合管理策略,以牵引变压器两供电臂负荷功率为信息载体表示系统的不同工作模式,多种工作模式可相互切换。在混合储能装置内部功率分配中,通过引入锂电池荷电状态SOC（state of charge）及超级电容中间调节电压,保证了储能单元能够根据各自储能特性运行。设计了铁路功率调节器RPC（railway power conditioner）变换器和储能接口双向DC/DC变换器的控制算法。仿真结果表明该系统的正确性和有效性。     

城轨交通混合型再生制动能量利用系统及其控制策略

针对城轨交通再生制动能量利用问题,结合城轨交通供电系统负荷特性,提出一种含能馈系统与储能系统的混合型再生制动能量利用系统及其控制策略。结合城轨交通供电系统架构与负荷特性,提出混合型再生制动能量利用系统拓扑结构并分析其运行原理。以充分利用再生制动能量为目标制定系统能量管理策略,实现在多种运行模式和运行工况下的功率潮流管理。提出计及牵引网母线电压控制和系统动态功率分配的分层控制策略。通过仿真分析验证所提系统及其控制策略的正确性和有效性,并借助相关技术指标和经济性指标对不同再生制动能量利用方案进行对比。结果表明,所提分层控制策略能协调控制系统按需回馈、存储/释放再生制动能量,实现城轨交通再生制动能量高效利用,并有效抑制牵引网母线电压波动;同时,所提混合型再生制动能量利用方案能较好地兼顾技术效果和经济性,相比储能方案和能馈方案有一定优势,可作为城轨交通再生制动能量利用方案的选择之一。     

基于制动速度优化策略的新型供电方式有轨电车再生制动能量回收方法

该文提出一种基于车辆动力源为燃料电池与超级电容的新型供电方式的混合动力有轨电车制动能量回收方法,该方法中在制动阶段综合考虑车辆电机制动特性曲线、最大减速度要求、制动距离、超级电容吸收能力以及舒适度等系统指标,优化得到一条车辆制动速度线,车辆在该速度曲线运行时燃料电池消耗能量减少7.45%,制动电阻消耗能量减少7.93%,而且超级电容回收制动能量提高7.83%。该方法通过改变制动速度从而改变制动功率,进而减少了制动电阻上的功率消耗,提高了超级电容的回收能量。同时,该方法中车辆在牵引阶段采用基于庞特里压金极小值原理的能量管理方法不仅使系统瞬时氢耗量达到最低,同时保证了超级电容始末时刻So C保持一致,达到了对运行过程中超级电容So C调控的目的。     

超级电容再生能量吸收装置探讨

正随着科技进步及全社会环保节能意识的增强,在牵引变电所设置再生能量吸收装置,提高地铁列车再生制动的有效利用,减少运行能耗,降低运营成本,减少大气污染。介绍了超级电容再生能量吸收装置工作原理、特点及现场实例分析,超级电容再生能量吸收装置是未来城市轨道交通的发展方向,具有良好经济效益和社会效益。