混合型再生制动储能装置在地铁中的应用

地铁运行区间距离短,启动、制动频繁,其制动时会产生大量的再生制动能量。而传统的电阻能耗型制动不能充分利用再生制动能量,造成能量浪费,因此,提出将超级电容和电阻混合型储能装置应用于地铁的方案,并讨论了装置的构成及其控制策略。最后,针对所提方案建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,并根据地铁运行特性进行了仿真实验。仿真结果表明,所提方案可以有效地回收再生制动能量,同时能稳定直流牵引网的电压。     

超级电容储能系统中双向DC-DC 变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。     

国产地铁列车用超级电容储能装置在广州运行

正2016年11月30日,国内首套拥有自主知识产权的1500V地铁列车用超级电容器储能装置在广州地铁6号线浔峰岗站正式挂网运行。该装置由宁波中车新能源科技有限公司、广州地铁设计研究院有限公司、广州中车有轨交通研究院有限公司等单位联合研制,系统额定功率高达1.4MW,是一种新型的地铁列车制动能量回收利用装置。其正式投入运行,标志着以超级电容器为核心部件的新型制动能量回收利     

基于超级电容的储能式牵引系统研究

以储能式列车为研究对象,以超级电容为唯一动力来源,研究了超级电容的储能原理、充放电特性和能量存储及能量反馈吸收等性能,选择了适合于储能式列车运用的超级电容器阵列组合。从系统的角度出发,以列车运行的基本理论和牵引计算为基础,设计了电力牵引系统的牵引制动特性,建立了一个集电源-牵引-运行合成的储能式列车运行的综合系统,为储能式牵引系统乃至储能式城轨车的设计提供了一个有效的设计手段。     

超级电容在城市轨道车辆中的节能应用

根据城市轨道车辆频繁启动和制动的特点,提出一种新的基于车载电阻制动能量控制的方法,对电阻制动能量进行回收并合理利用,减小列车制动时在制动电阻上的能量消耗,采用超级电容作为储能元件以回收电阻制动能量。基于对上海地铁2号线试验测试能量的详细分析,以及结合超级电容的各种特性,确定回收电阻制动能量时超级电容的容量。     

车辆制动能量利用研究

地铁车辆启动制动频繁,车辆再生制动的电能利用对地铁运营的节能作用不可忽视。在分析车辆运行工况、制动能量的基础上,对车辆再生制动电能的利用和储存问题进行了深入研究,提出再生制动电能用于列车辅助电源供电,并给出了储能方法及控制策略,可有效降低地铁运营能耗,减小环控压力。     

混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配

为提高混合动力系统整体性能,实现高效能量回收,分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布,从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求. 提出电池组-超级电容复合储能装置的参数匹配方法,针对21 t级试验样车混合动力系统进行实例计算,论证锂离子电池组与超级电容组成的复合储能装置的性能. 实例计算与道路试验结果表明:匹配的复合储能装置符合车辆整体性能与制动能量回收的要求,体积、重量满足总体设计约束;匹配超级电容后,储能装置的瞬时功率能力大幅提升,可显著提高车辆的制动能力和制动能量回收率.     

城市轨道交通运行对城市电网谐波的影响研究

针对城市轨道交通的实际投运会对城市电网的电能质量产生影响,尤其是可能会在系统公共连接点(point of common coupling,PCC)处产生不利于电网安全、稳定运行的高次谐波,本文在考虑地铁列车牵引、惰行、制动3种具体运行工况的前提下,构建了基于24脉波整流方式的城市轨道交通牵引供电系统及地铁列车的运行模型,并对地铁列车投运后在不同运行工况下对电力系统公共连接点处的电能质量进行了仿真测算和谐波分析。分析结果表明,城市电网在列车处于牵引、制动两种运行工况时的特征次谐波较大,而在列车处于惰行工况时的谐波值较小。该研究不仅精确地展现了列车的行驶状态,还反映出当列车处于不同运行工况时对网侧谐波的影响情况,为今后地铁系统公共连接点处谐波的精准化治理提供了理论依据。     

城市轨道交通列车牵引计算与仿真

地铁列车运行状态分析、计算是确定地铁列车牵引电机功率及其牵引供电系统容量的需要。根据地铁列车的运行状态建立了列车牵引计算模型,在Matlab仿真平台上编写了地铁列车多种运行工况下的仿真程序,并通过算例验证了列车牵引计算模型的正确性。     

基于超级电容的抽油机制动能量回收系统研究

针对游梁式抽油机系统的"倒发电"现象,传统的能耗制动和回馈制动造成电能浪费和谐波污染等问题,制动能量得不到合理利用.采用超级电容储能的制动能量回收系统,能够在抽油机电机处于再生发电状态时回收能量,并在电机处于电动状态时将能量释放,实现系统的节能降耗.然而,该方案存在储能装置容量配置较大、成本较高等不足,限制了其推广和应用.文章提出基于功率-容量约束的超级电容器模组参数配置方法,该方法以提高超级电容储能系统的性价比为目标,对储能系统的初始充电电压进行优化;以抽油机再生制动能量的有效回收和及时释放为前提,制定储能系统控制策略.仿真结果验证了所提参数配置方法及控制策略的有效性和可行性,满足节能效果和系统成本双优的目的.     

储能系统在配电网中的优化配置研究

从电网侧、新能源侧及用户侧3种不同的应用背景出发,对储能系统在配电网中的优化配置现状进行了研究.相比于单一储能而言,混合储能具有许多优越之处.结合现阶段主动配电网下储能技术的应用情况,分析了未来储能的推广应用所面临的问题.     

基于TCN的地铁列车控制方案的研究

本文针对地铁车厢内控制设备分散的问题,设计了基于TCNRTP的地铁列车控制网络系统。采用NS2网络模拟软件构建的虚拟网络环境,编写消息数据传输层协议,通过测试列控网络的通信效率,得出了影响通信效率的因素;通过配置列控通信设备的基本功能和设定装置运行参数达到配置网络化通信的目的。     

含地源热泵与混合储能的区域能源系统协同调度

充分调用系统内可再生资源、合理配置系统内各机组容量、利用储能设备解耦各能量之间的耦合关系是降低系统运行成本的重要手段.利用场景分析法,建立了可再生能源出力及负荷不确定性模型,在此基础上,将地源热泵及混合储能系统引入区域综合能源系统,以地源热泵系统解耦CCHP机组"以热定电"约束,并制定合理的长、短期储能协调运行方案,以...     

考虑冲击限制和响应下列车参考速度仿真模型

为提升地铁列车参考速度仿真模型的可靠性,对列车运行速度计算的影响因素进行分析,在常规列车参考速度仿真模型基础上建立一种改进模型.常规参考速度仿真模型通常将列车响应加速度直接等效为给列车的指令加速度,在改进模型中综合考虑了该过程中地铁列车牵引/制动系统对指令加速度的冲击率约束处理和响应加速度的动态实现过程.应用该模型对哈尔滨地铁列车的参考速度进行了仿真分析,并将常规模型、改进模型的计算结果与实测数据进行对比.结果表明:与常规模型相比,通过改进模型获得的参考速度计算结果与实测数据具有更高的吻合度.列车参考速度是自动驾驶系统跟踪控制的基本参数,在常规模型基础上考虑指令加速度冲击限制和响应过程可提高计算精度.     

地铁隧道内电磁场分布特性分析

准确掌握地铁隧道内电磁场的分布状况是建立直流牵引供电系统电磁暂态模型的基础,也是开发直流牵引供电系统馈线保护方法的需要.针对地铁隧道内非对称的空间结构,利用有限元分析法计算了不同工况下地铁隧道内的电磁场分布特性,确定了地铁隧道内电磁场与钢轨电位、钢轨电流间的定量关系,以及列车位置对电磁场分布的影响.分析结果符合电磁场分布理论表述的规律.     

含多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统经济优化调度模型研究

基于能源互联网理念的提出和可再生能源的快速发展,计及储能装置的运行特性,考虑冷电联供的经济性,兼顾系统的环保性和节能性,以综合成本为目标,搭建了含风电、光电等多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统优化调度模型。基于对冷负荷需求和风电、光电出力的日前预测,采用自适应布谷鸟算法求解模型,得到不同运行方案下各机组的最佳调度方案。通过算例仿真发现,含有多种可再生能源和冷储能装置的冷电联供系统可以充分发挥可再生能源发电特有的经济、环保优势,减少了一次能源的消耗。仿真结果验证了模型的有效性。