储能式有轨电车车地一体化配置模型

为了实现储能式有轨电车系统的经济运行,提出一种新型的联合车载储能系统配置和地面充电站容量的优化配置方法。基于车辆运行工况和充电站能量效率,推导包含储能系统全寿命周期与能量补给的综合成本函数,结合粒子群算法构建优化配置模型。进而对比现有纯超级电容储能的"站站充"运行模式,从经济性的角度分析混合储能方案的优势。为了兼顾混合储能系统配置和充电站容量,采用的模糊控制不仅能合理地分配系统功率,还能调节超级电容的放电深度。最后,通过对实际工况进行算例分析,仿真结果证明了所提优化配置模型的有效性。与纯超级电容方案相比,混合储能方案在日均综合成本上降低了15.6%,对充电站容量的需求降低了68%。     

储能式有轨电车人机通讯技术研究及实现

针对储能式有轨电车充电装置控制系统的特点及运行的需要,设计了基于Modbus TCP通讯协议的人机交互系统,采用Power PC平台完成充电装置的数据采集和充电方式等的控制。重点研究了人机交互系统中Vxworks系统与触摸屏的通讯功能实现方法,使用该人机通讯系统不仅保证了充电装置的正常运行,而且经过简单的重新配置即可应用到其他需要人机交互的控制系统中,可移植性强。     

储能式有轨电车停车场充电装置研究

针对传统两电平变流器电能质量差的问题,介绍了一种三电平的变流器拓扑,该拓扑可以在不提高开关频率的情况下有效提高并网电能质量,给出了经典三电平SVPWM算法。针对电能多级变换效率低的问题,提出DC/DC采用移相全桥电路。将三电平变流器拓扑和移相全桥电路应用于储能式有轨电车充电装置,结合PIR的控制策略,改善了电网电能质量,提高了整机效率。仿真及实验结果验证了该拓扑的有效性和可行性。     

现代有轨电车储能式充电装置的研究

为减小现代有轨电车短时大功率的充电方式对配电网产生的容量冲击,在充电装置中加入超级电容串并联组成的储能系统。电车到站前,由配电网以低功率向充电装置内储能系统充电,整流器网侧接入LCL滤波器以减小交流侧的谐波,并采用输出电压-网侧电感电流双闭环的控制策略;列车到站后,充电装置内储能系统向有轨电车充电,根据超级电容的充电特性,采用先恒流后恒压的控制策略。最后仿真验证了充电系统的可行性。     

储能式有轨电车的新型充电系统研究

储能式有轨电车以其无需架设外部供电网、零尾气排放等优点备受关注,其储能单元由充电速度快、效率高的超级电容组成,其快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于有轨电车储能。提出了一种有轨电车新型充电系统,给出了主电路拓扑并分析其工作原理,研究了系统控制策略并设计软硬件电路,研制了样机。实验结果表明,该供电方式具有功率因数可控、谐波含量低、输出电压稳定性好、输出电流纹波小等优点,避免了对电网的污染,具有极高的推广应用价值。     

储能式有轨电车的永磁同步电机控制策略优化

提出一套有轨电车的永磁同步电机优化控制策略。在d-q轴电流平面内分析永磁同步电机不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况;以转矩为控制目标,在以MTPA曲线、电流极限圆和电压极限椭圆为边界的区域内根据永磁同步电机转矩特性曲线规划电流轨迹;采用MTPA控制和优化弱磁控制相结合的算法进行控制实现;以青岛超级电容储能式胶轮有轨电车为实验平台对该方法进行了现场试验及长时运行考核,永磁同步电机实际输出转矩能准确地跟踪给定转矩,且MTPA控制和优化弱磁控制能平稳运行及切换,证明了所提方法的有效性和实用性。     

全线无触网储能式有轨电车的设计

基于能量型超级电容器技术,设计了全线无触网储能式有轨电车。根据有轨电车配置及线路运营工况,计算了车载超级电容储能装置所需要的能量和负载功率。通过超级电容器阵列的功率约束和能量约束,计算超级电容器单体的数量和串并联方式,以及主要部件参数,由此设计了用于有轨电车的超级电容储能装置。基于嘉兴有轨电车项目,对储能装置所用超级电容器在典型负载工况下的电压、电流、功率等参数进行仿真,验证计算结果的正确性,并确认计算方法满足现代有轨电车储能装置的设计要求。     

超级电容储能式有轨电车充电装置研究

城轨交通直流(DC)牵引供电系统中,DC 750 V供电网通过常规降压变换器无法满足储能式有轨电车车载超级电容充电要求的电压范围(DC 500～900 V),提出一种前级DC/DC变换器升压、后级DC/DC变换器降压的两级电路拓扑,采用后级变换器功率前馈至前级变换器的控制方法,来实现两级变换器之间直流母线电压的稳定,从而得到满足超级电容充电要求的电压范围。仿真和实验结果验证了该系统的正确性和有效性。     

储能式有轨电车能量管理策略多目标优化

研究了以电网、动力电池和超级电容为动力电源的储能式混合动力有轨电车。首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,通过多个控制参数实现工作模式的切换。针对能量管理策略中控制参数的不确定性,将整车车载电源的最小配置成本以及列车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,应用多目标遗传算法对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行了优化分析。结果表明,优化后列车的牵引运行能耗减少了约6.8%,再生制动能量的回收率提高了约2.4%。同时,通过优化得到了电源的最小配置,为电源的冗余配置提供参考。     

基于Boost-Buck新型储能式有轨电车充电装置设计

研制了一款适用于750 V牵引系统的有轨电车充电装置,整个装置采用Boost-Buck两级级联方式,为了提高整个充电装置的转换效率,降低整个系统输出的纹波系数,采用两相交错并联的方式,Boost采用电压外环、电流内环双闭环控制,Buck采用恒压/恒流切换控制,同时给出了两侧电感感值的选取方法。在PSCAD中进行模型搭建,通过仿真分析其原理的可行性,同时搭建实验平台验证方案的可行性。     

超级电容储能式有轨电车启动对供电系统的影响

超级电容储能式有轨电车在启动时会有不同的工况,大多数以充满电离站,但也有未充满离站的工况。对两种不同启动工况对其供电系统的影响进行研究分析,在PSCAD仿真系统中搭建了一个1.5 MW的储能式有轨电车供电系统以及超级电容的模型,模拟储能式有轨电车在两种工况下对其供电系统的影响,仿真结果与超级电容储能式有轨电车实际工程线路运行工况对供电系统的影响现象一致,为优化并完善有轨电车供电系统设计方案提供了理论参考依据。     

用于储能式有轨电车的隔离型充电装置的研制

随着新型有轨电车的快速崛起,作为电网和超级电容储能介质的纽带,充电装置是整个供电系统的核心装置,其拓扑结构及输出电能质量显得尤为重要.这里针对传统有轨电车充电装置存在的诸多问题,提出并采用零电压开关(ZVS)移相全桥模块多组并联的隔离型拓扑结构,给出了主电路拓扑并分析其工作原理,研究了系统控制策略并设计软硬件电路,研制...     

预装式电化学储能电站数字孪生模型建立方法

目前预装式电化学储能电站为储能工程推广应用的重要方式,针对其全寿命周期数字孪生技术开展研究,提出了一种电化学储能电站电-热-流多物理场数字孪生模型建立方法。首先,通过设计电池标准化测试方案,获取电池的容量/能量、OCV（开路电压）和功率等基础特性以及电池的多物理场耦合规律;然后,通过测试数据辨识电池模型参数,构建老化模型参数数据库;其次,基于ICA（容量增量分析法）揭示电池老化过程,并提取特征映射电池最大可用容量;接着,基于电池多物理场耦合特性,利用实测激光扫描仪、工程图纸、COMSOL多物理场仿真软件建立电池舱的热场、流体场模型。最后,依托浙江省某用户侧预装式储能电站进行技术验证,结果表明,所建立的数字孪生模型可实现电站电-热-流多物理场推演以及状态评估。     

电池储能系统机电暂态仿真模型

电池储能技术可用于改善电网暂态响应,提高电网抗扰动能力,受到广泛关注。但传统仿真软件缺少准确的电池储能系统组件模型,一定程度上影响了分析储能系统响应特性的准确度。提出一种计及电池充放电功率及充放电次数限制的无时延电池储能系统机电暂态模型。该模型由有功/无功解耦控制部分、模型接口部分以及储能系统限制环节三部分组成。利用电力系统分析综合程序,基于节点电流注入法对控制模型进行搭建,并选取EPRI-7标准系统进行仿真分析,仿真结果表明该模型具有良好的植入性,并且在给定工况下具有与理论分析一致的出力特性。     

基于不同种类储能电池的微电网综合储能系统性能对比

储能系统是保证微电网正常运行的关键,综合储能系统是微电网中储能应用的重要方式。本文将由电池储能与氢储能共同构成的综合储能系统应用在光伏微电网中,实现了电能、氢能、光能的多能互补。本文首先为微电网设计了一套经济可行的调度方案,该调度方案包含日前调度和实时调度两部分,根据不同的天气情况采取不同的调度原则。接着,本文分别计算了包含铅炭电池、磷酸铁锂电池和液态金属电池的微电网综合储能系统的全寿命周期成本,从而确定最佳的电池种类。对于本文所研究的综合储能系统而言,目前磷酸铁锂电池是系统全寿命周期成本最低的电池,而液态金属电池有可能成为该系统未来的一种新选择。     

大容量储能电站的等值仿真模型及并网运行特性研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,可为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应等多种服务,是提高电网运行灵活性和安全性的重要技术手段。近年来,在国家及各地方利好政策的刺激下,储能技术迅猛发展,逐渐由小容量、小规模的分布式储能向大容量、规模化的集中式储能发展。由于电化学储能具有响应速度快、能量密度高和循环效率高等技术优势,成为各国储能产业研发创新的重点领域和主要增长点。目前对储能的研究多集中于小容量的电化学储能本体及对小规模配网/微网的影响,本文提出了运用戴维南定理和模拟受控电流源这两种方法对大容量储能电站进行等值仿真建模,通过与完整仿真模型的对比,验证了等值仿真模型的正确性。通过在实际系统中对储能电站接入后的并网运行特性进行研究,发现储能电站在三相、单相短路故障表现出的暂态特性与传统交流系统均有所区别,因此在储能电站接入系统时需对其暂态特性进行专题研究。     

基于EMD的复合储能不同控制策略对比分析

风电的规模化发展对电力系统造成了很大影响,因此利用复合储能系统进行并网风电的波动平抑具有重要意义。首先,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)将风电分解为不同的固有模态函数(intrinsic mode function,IM F)分量,通过不同的策略对比,挖掘风电并网的选取原则,在兼顾储能经济性的条件下使其得到有效平滑。然后,以储能爬坡功率为约束,对比选取不同的控制策略,实现蓄电池和超级电容器之间的功率分配。最后,通过算例分析验证了控制策略的有效性,为风电功率波动的平抑提供参考。     

大容量锂电池储能电站的等值仿真方法

随着大规模高比例新能源以及大容量直流的接入,系统灵活调节能力和安全稳定水平将会受到挑战.而大容量、集中式的电网侧锂电池储能电站对于提升上述问题具有积极意义.为便于进一步研究大规模锂电池储能电站接入电网的响应问题,提出了大容量锂电池储能电站的等值仿真方法.首先,从锂电池组建模、储能变流器和换流变压器参数设计、控制策略以及...