考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统容量优化配置

随着我国电气化铁路的快速发展,能耗问题日益突出,极大影响了铁路的运营效益。为提升铁路的经济效益,通过混合储能系统实现再生制动能量的回收利用,在此基础上,提出了一种考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统能量管理策略,通过控制储能的充放电阈值实现对铁路负荷的削峰填谷。基于此能量管理策略建立电气化铁路混合储能系统全寿命周期的经济性优化模型,以储能充放电阈值与容量配置参数为优化变量,以全寿命周期的最大净收益为优化目标,对混合储能系统经济性进行优化。采用改进的粒子群优化算法求解具体算例。通过算例分析与方案对比,验证了所提方法的有效性。     

电气化铁路列车柔性不断电过分相系统及其控制策略

针对现有电气化铁路柔性过分相技术存在的变流设备容量需求大、弓网带电流分断引起燃弧等问题,提出一种列车柔性不断电过分相系统及其控制策略.该系统通过背靠背变流器连接电分相两侧的供电臂,单相逆变器从背靠背变流器的直流侧引出并串接移相变压器后连接至中性线,该结构可有效降低逆变器等变流设备的容量,以实现列车过分相全过程不断电、无过电压与不拉弧.首先,详细分析所提系统的工作原理;随后,提出相应的电压柔性切换、功率主动调整的控制策略;然后,通过Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验,验证了该系统与控制策略的有效性;最后,结合电气化铁路的实际情况,分析所提方案在不同应用场景下的变流设备容量需求,并给出了应用建议.     

模块化多电平变流器型中压直流牵引供电系统控制方法研究

针对当前交流电气化铁道存在的电能质量和过分相等问题,研究一种适用于高速铁路的模块化多电平变流器(MMC)型中压直流牵引供电系统(MVDC TPSS)。针对系统运行控制问题,提出一种多牵引变电所(TSS)并联运行协调控制方法,用于抑制牵引网直流电压的波动,提高牵引网直流电压水平,使系统具备更高的可靠性与即插即用性能。从MMC的等效简化模型出发,建立MMC型牵引变电所的控制小信号模型,推导出牵引变电所输出电流与牵引网直流电压间的小信号传递函数,研究输出电流前馈控制对系统动态性能的影响,分析在牵引负荷移动时控制系统的稳定性。最后搭建详细仿真模型,模拟实际牵引供电系统的运行工况,验证所提控制方法的有效性。     

电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电技术

随着电气化铁路的高密度与高速度发展，为支撑“碳中和”愿景实现，亟需进行其用能结构的绿色化、高效能与高弹性变革。为此，立足于电气化铁路的特性与需求，构筑电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电系统。首先，探讨“源–网–车–储”系统架构与多环节协同运行机制；其次，提出协同运行控制策略，通过“源–网–车–储”多环节联合调控，实现新能源发电与再生制动能量的高效利用，系统电能质量、稳定性与应急供电能力提升，列车柔性不断电过分相与接触网直流融冰；然后，基于牵引变电所实测负荷数据搭建仿真模型，验证了所提方案的有效性。最后，展望了发展“源–网–车–储”一体化供电系统还需突破的系列关键技术。     

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.     

枢纽型牵引变电所再生制动能量利用系统能量管理及控制策略

针对电气化铁路枢纽型牵引变电所再生制动频繁、再生能量大且利用率低等问题,结合枢纽型牵引变电所的负荷特性,研究能量回馈与储能结合的再生制动能量利用系统能量管理及控制策略.首先,研究枢纽型牵引变电所再生制动能量利用系统的拓扑结构,分析其运行原理,并基于系统各部分间的能量供需关系,以最大化利用再生制动能量为目标,制定再生制动能量的管理策略.在此基础上,将系统运行工况划分为四种运行模式,并分析典型工况的能量流动情况.然后,提出考虑动态功率分配的分层控制策略.最后,通过仿真分析证明了该文所提再生制动能量利用系统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有效协调控制再生制动能量按需转移、回馈、存储和释放,可实现枢纽型牵引变电所再生制动能量的高效利用.