含地面再生制动能量利用装置的供电设计和节能指标评估

逆变回馈装置和储能装置等地面再生制动能量利用装置(GRUD)在城市轨道交通牵引供电系统中的应用逐渐普遍。针对GRUD的供电系统设计问题,首先建立不同GRUD的供电计算模型,并以此为基础,建立GRUD的优化设计与运营模型,设计阶段目标函数为GRUD寿命期限内的系统综合成本,运营阶段目标函数为系统牵引能耗。针对含GRUD供电系统的节能效果评估问题,提出从牵引能耗和主变电所能耗两个角度计量的节能效果评估指标,并提出基于节能效果评估的在线监测与控制系统。最后,对含GRUD的供电系统设计提出应转变的思路,为系统设计提供一定参考。

城市轨道交通逆变型再生制动能量利用装置容量的分析与计算

随着城市轨道交通的蓬勃发展,轨道交通领域的节能问题已经越来越被重视。近年来再生制动能量利用装置已经成为城市轨道交通领域的一种重要的节能措施。在这种大背景下,本文结合某工程实例,对再生制动能量利用装置的容量的工程计算方法 ,给出了简要的分析与计算。本文首先简单介绍城市轨道交通领域内再生制动能量利用装置的应用情况,其次详细介绍了容量计算的推导过程。最后以某地铁线路作为工程实例,对中压回馈型再生制动能量利用装置进行了详细的分析计算。

电气化铁路再生制动能量利用装置节能检验与计量方案研究

为全面检验电气化铁路再生制动能量利用装置的节能功能,便捷计量节能电量,准确测算项目收益,基于装置构成和工作原理,提出多测量点分布式同步检测与单相高准确度电能表组合式计量方案。阐述测试布点、信号接入方式和数据分析方法,说明计算收益时需依据有效利用电量,并通过示范工程验证现场应用效果。测试结果表明,节能检验与计量方案切实可行,能够准确定量评估再生制动能量利用装置运行效果。

电气化铁路分区所再生制动能量利用系统及其控制策略

电气化铁路发展迅速,其牵引能耗高、再生制动能量利用率低等问题日益突出。为有效提高电气化铁路再生制动能量利用效率,实现电气化铁路节能减排,该文研究一种分区所再生制动能量利用系统及其控制策略。首先,基于典型重载和高速铁路实测负荷数据分析,提出基于功率融通和储能的分区所再生制动能量利用系统,并分析其运行原理。为保证再生制动能量利用系统在电气化铁路复杂负荷工况下实现再生制动能量的高效利用,提出一种含能量管理层与变流器控制层的双层控制策略。其中,能量管理层接收来自相邻变电所的实时测量信息,基于变电所工况及系统模式管理,执行能量管理策略计算得到系统运行参考功率。变流器控制层跟踪能量管理层给出的参考功率协调控制变流器,实现电气化铁路的潮流管理。最后,通过仿真验证所提分区所再生制动能量利用系统及其控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提出的分区所再生制动能量利用系统及控制策略能够有效实现电气化铁路再生制动能量的转移利用与储能利用,提高再生制动能量利用率,有助于电气化铁路节能高效运行。

计及实时最大功率约束的高速磁浮列车再生制动能量存储利用

针对高速磁浮列车牵引供电系统结构及运行规则特殊性导致再生制动能量无法主动利用、能量回馈方式对局域网电压影响大的问题,在对高速磁浮列车牵引供电系统结构和能量流动机理进行分析的基础上,给出基于地面式超级电容储能的高速磁浮列车再生制动能量回收利用系统拓扑结构;考虑高速磁浮列车再生制动能量回收系统容量配置小、超级电容工作电压变化明显的特性,以高效回收再生制动能量为目标,将储能系统实时的可运行最大功率作为约束功率,制定相应的能量管理策略,实现系统不同工况下的能量管理,并通过分层控制策略实现整个再生制动能量利用系统的高效运行。通过仿真验证所提再生制动能量回收利用系统及控制策略的有效性,结果表明:所提方案可使高速磁浮列车牵引能耗降低21.83%;与储能系统采用固定功率约束的功率分配方式相比,再生制动能量利用率提高了11.9%。

城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置选型及散热分析

[目的]城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置散热量较大,为有效解决此类装置的散热问题,需对再生制动能量电阻吸收装置进行选型,并对其散热能力进行分析。[方法]通过推导得出的城市轨道交通车辆段再生制动能量的计算方法,以及车辆段内的列车运行工况,对再生制动能量电阻吸收装置的电阻值选取、选型及散热分析等方面进行了详细分析。[结果及结论]结合列车在车辆段内的实际运行工况,提出了车辆段再生制动能量电阻吸收装置中制动电阻的计算及选取方法。再生制动能量电阻吸收装置的散热量一般依据该装置峰值功率,并结合其间歇工作的特性进行估算,但该计算方法未考虑热电阻工况,其理论计算值与实际运行工况存在一定程度的偏差。提出了再生制动能量电阻吸收装置的散热功率估算方法,以及散热功率的校验方法,并提出了该装置布置方式的建议方案。

铁路再生制动能量利用控制策略研究

随着电气化铁路的不断发展,节能降耗关乎铁路运营效益。本文以铁路机车再生制动能量为研究对象,通过对大秦铁路再生能量现状及变电所负荷特性进行分析,研究由能量融通装置和混合储能装置组成的再生制动能量利用系统方案;对系统结构、工作原理、分部控制策略以及对既有供电设备的保护方案进行阐述,并提出基于SOC反馈的模糊控制策略,对储能系统功率进行二次修正,使其充分利用混合储能系统的物理特性。通过结合实测数据的仿真,验证所提策略的有效性和可行性。

储能技术在地面式再生制动能量吸收和利用装置中的应用

随着超级电容、锂离子电池、飞轮等储能元件技术的飞速发展,储能技术在城市轨道交通中得到日益广泛的应用。针对地面存储式再生制动能量利用装置,首先总结了储能装置可实现的功能,然后介绍储能技术在地面式再生制动能量吸收和利用装置中的应用现状,最后从储能装置的系统设计与评价方法、充放电控制策略、储能装置设计的角度分析了需要进一步深入研发的课题。

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。

高速铁路动车组再生制动能量回收系统优化设计

本文主要对现有的高速铁路动车组,在实现再生制动过程中的能量回收系统进行了优化设计。通过对现有再生制动能量回收系统进行深入分析,得出其能量回收效率不高、系统稳定性及可靠性有待提高等结论。基于此,本文提出了一种新型的再生制动能量回收系统的设计方案。该方案通过调整能量存储元件、优化能量管理策略以及系统控制算法等方法,提高了再生制动能量回收系统的能量回收效率,同时增强了其稳定性和可靠性。

电气化铁路再生制动能量利用系统保护方案研究

再生制动能量利用系统在实现电气化铁路再生能量回收利用、节能减碳中发挥着重要作用。然而,基于潮流控制技术的再生制动能量利用系统将改变牵引供电系统原始功率潮流,其故障保护对保障电气化铁路的运行安全至关重要。为此,该文针对电气化铁路再生制动利用系统的故障保护方案开展研究。首先,根据再生制动能量利用系统的运行原理分析系统接入对牵引供电系统既有保护的影响。然后,结合影响分析结果提出基于“故障导向安全”原则的再生制动能量利用系统保护方案。该方案对不同类型系统故障制定分级保护策略,在此基础上通过系统自保护与牵引供电系统既有保护的协同配合保障再生制动能量利用系统的运行安全。最后,选取牵引变电所和分区所2种典型应用案例对所提保护方案进行验证。结果表明,所提保护方案能够实现再生制动能量利用系统在不同应用案例中的有效保护,保障了再生制动能量的安全利用。

城市轨道交通工程再生制动能量吸收技术与研究

现如今,城市轨道交通事业的飞速发展,基建项目建设力度的不断增强,再生制动能源的形成相当可观,所以着重研究城市轨道交通项目建设过程中,吸收再生制动能量技术的实践运用。故此,本文深层研究城市轨道交通项目牵引供电系统的用电负荷特征以及现有吸收制动能量技术的实际情况,进一步叙述城市轨道交通列车吸收制动能量的有效方法,通过加强变电所吸收电压反馈装置的管控,触发邻近能馈装置在工作中投入,其主要目标在于列车在进站的时候,临近站点中压能馈装置可以同时吸收再生制动功率,不断降低站点的功率撞击现象,为地铁系统中充分运用再生能量提供有效助力,保障城市稳定用电。

高速铁路再生制动能量存储利用方案研究

为降低高速铁路牵引供电系统能耗,实现节支增效和低碳发展,对再生制动能量存储利用方案进行研究。分析高速铁路再生制动能量的特性,阐述存储利用装置构成以及优选钛酸锂电池作为储能介质的依据,制定能量管理策略和多变流器协同控制策略,结合现场实测数据仿真验证能量管理与控制策略的正确性及有效性,并在此基础上测算节能效果和全生命周期投资收益。研究结果表明,本文所述再生制动能量存储利用方案能够高效消纳再生制动能量,减少牵引用电量,经济效益良好。

考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

再生制动能量回馈装置在地铁中的应用分析

随着社会的发展和进步,地铁凭借自身运量大、安全性高、速度快且时间准等优势迅速发展成为我国各个城市和地区中最主要的交通出行方式之一。随着地铁行业的高速发展,城市的电能消耗量逐年攀升,城市能源负担愈发严重,其中牵引供电所消耗的能源便占据了总消耗量的30%~40%。为了进一步提升地铁系统的运行效率,缓解城市电能消耗压力,相关领域对此表示出了高度关注。该文采用实验操作与专项研究的方式来对地铁当中应用到的再生制动能量回馈装置进行深入研究,阐述再生制动能量回馈装置在轨道交通领域的未来发展需求、再生制动能量回馈装置在地铁中的应用情况,重点集中分析地铁再生制动能量回馈装置关键技术,以实现提高能源使用效率,降低地铁能源消耗量的目的。分析结果发现,再生制动能量回馈装置在地铁应用有着很大的改进空间,这是是保证地铁运行效率的重要因素。

浅析城轨交通列车再生制动能量回馈利用装置

充分发挥列车再生制动能力,对于减少列车闸瓦磨耗、降低牵引系统能耗具有重要作用。一种中压型的列车再生制动能量回馈利用装置（简称中压能馈装置）,集列车制动能量回馈、牵引供电、以及无功补偿等多种功能于一体,不仅具有显著的节能效果,还能减小直流网压波动,提高供电品质。论文介绍了中压能馈装置的功能特点、构成原理及应用方案,北京地铁10号线现场试验及测试数据表明,该设备运行可靠、节能效果显著。

储能技术在轨道交通再生制动能量回收的应用

城市轨道交通领域能源消耗量大,既是碳排放的重要来源,也是推动绿色能源发展、实现双碳战略目标的关键领域。轨道交通储能技术不仅能够大规模吸收再生制动能量、提高列车的能量利用率,也能够促进可再生能源就近消纳、拓展轨道交通多种能源供应,是实现轨道交通节能、减排、洁净能源的有效利用等“绿色低碳”可持续发展战略目标的有效途径。本文阐述了可再生能源在轨道交通领域的应用方式及意义,分析了逆变回馈型和储能型再生制动能量回收技术及应用实例,通过梳理各类储能技术在轨道交通再生制动能量回收领域的应用特点,提出兼具高能量密度、高功率密度和长寿命的储能技术是该领域应用的核心。最后提出一种基于储能技术的交通能源互联互通基本体系架构,通过“源-网-荷-储”协同规划分析了“轨道交通-储能系统-电动汽车”和“轨道交通-储能系统-可再生能源”两类能源调度模式。

中压逆变回馈型再生制动能量吸收装置在地铁中的应用效果研究

地铁节能环保、运载量大、方便、快捷,已发展成为推进现代城市交通运输网络基础建设的重要技术首选。由于列车运力提高,车与车间隔逐渐缩短,地铁站台建设增多等多方面原因,地铁列车运行制动频繁,制动时会向牵引网制动力回馈一部分可再生的能量,当不能完全被其他车辆吸收时,导致牵引用电网电压升高,危害牵引设备、车辆安全和延长使用寿命。本文论证了逆变回馈型中压再生制动能量吸收装置系统可以有效保证牵引网的电压稳定,以及保证列车可靠进行制动,较好地实现其节能减排的效果。

地铁用飞轮储能型再生制动能量回收装置应用效果分析

为了研究地铁用飞轮储能型再生制动能量回收装置应用效果,介绍飞轮储能型再生制动能量回收装置组成和工作原理,并在北京地铁挂网试验。试验结果表明:飞轮储能型再生制动能量回收装置能回收、再利用地铁列车再生制动过程中转化的电能,实现节能效果,同时能稳定牵引网电压。

轮毂驱动电动汽车再生制动能量分配策略研究

以四轮毂驱动电动汽车制动反馈控制策略为研究内容,以制动稳定时电机制动参与最大程限为目标,考虑防抱死制动系统与电机制动的协调控制对再生制动的影响。依据理想制动力分配I曲线,确定前后轴制动力分配限值控制线,设计出依照电动机功率分配两桥制动力矩,确保单轴上反馈制动系统介入优先性和参与最大化的优化分配策略。基于Matlab/Simulink搭建能量反馈控制模型,在UDDS工况中,对再生制动的可行性进行分析和评价。仿真数据显示,单次运行工况中,采用优化控制策略回收能量0.126 kW·h,比传统定比例策略高7.7%。相比普通定比例控制和无再生制动功能的控制方案,采用提出的控制策略使得UDDS循环工况下的能量消耗分别减少1.99%和7.30%,同时,节能效果为7.29%,车辆进行再生制动过程中冲击度峰值仅为1.72 m·s^(-3),制动舒适性良好。