城市轨道交通再生能量利用方式发展研究

目前,我国的城市轨道交通已应用或正在试点的再生能量利用方式包括再生能量逆变回馈型、飞轮储能型、超级电容储能型、电池储能型。对以上各种再生能量利用方式的特点及应用进行了介绍,并从性能、投资回报、施工、安全性等进行了对比分析。各城市轨道交通可根据本地情况选用合适的再生能利用方式。

基于功率融通的再生能量利用应用技术研究

针对重载电气化铁路电能质量差及再生能量无法充分利用等问题,通过对现有问题及解决方案的分析,提出一种基于功率融通的再生能量利用方案,介绍了方案的系统构成、工作原理及关键技术等,并通过现场工程化应用验证了该方案的可行性。

城轨地面储存型再生能量利用技术国内外标准解读

储能技术种类多样、应用广泛。国内外储能技术已经形成了多部标准,特别是电网及电动汽车领域的标准体系已经非常成熟完善。在城市轨道交通领域,储能技术标准则相对匮乏。首先对国内外储能技术的相关标准进行梳理和分类,然后重点针对城市轨道交通领域的3部国内外储能技术标准展开解读,最后对分类和解读情况进行归纳总结,并给出强化储能系统安全性要求、加快城轨储能系统标准体系建设、借鉴国际标准中关于仿真方法和储能单元寿命评估等内容的建议。

基于再生能利用的地铁多车协同折返优化研究

折返站作为影响线路发车上限的重要因素,影响着整条线路的运营效率,也是能量浪费较为严重的地方。因此,有必要在兼顾线路运营效率的前提下减少列车折返运行的能耗。为此,通过提出基于再生制动能量利用的列车折返问题对列车的节能运营进行研究。通过建立底层网络图,构建以列车折返为基础考虑再生制动能量利用的能耗优化模型。为提高模型的求解能力,引入辅助变量将其转变为线性化模型。以上海地铁某折返站作为实例对象,借助Gurobi进行求解并对能耗等数据进行分析,证实模型有效。由该模型得到的折返时刻图在保证折返能力的同时,列车能耗与原始折返方式相比降低了5.74%,为考虑再生制动能量利用的列车折返运营方式提供一定的理论支撑与依据。

城市轨道交通直流牵引供电系统再生制动能量利用对钢轨电位的影响

针对城市轨道交通直流牵引供电系统中杂散电流泄漏腐蚀和钢轨电位限制装置频繁动作的问题,对直流牵引供电系统再生制动能量利用给钢轨电位的影响进行了分析。建立了多列车动态运行过程中杂散电流和钢轨电位分布模型,仿真分析了杂散电流和钢轨电位的分布规律,并将其和列车功率的分布进行对比,得出了列车再生制动能量远距离利用量越大,钢轨电位增加越多。通过列车制动电流的利用量以及杂散电流最大值、钢轨电位最大值的对比分析,进一步验证了所提方法的正确性。

注塑机能量再生利用节能技术的分析研究

交流伺服电机制动能量、液压系统回油能量、机筒加热散发能量等能量再生利用是注塑机节能技术不可缺少的一个部分;液压差动、循环的回油能源再生利用系统主要应用于锁模油缸,降低溢流量的蓄能器系统主要应用于超大型注塑油缸。注塑机能源再生利用技术提高了能量的利用率,根据各种注塑机的实际情况,应用和研发能源再生利用的新技术、新结构、新工艺,使注塑机的节能技术达到一个新水平。

双电机异步驱动的三端口级联多电平变换器及再生能量分配系统

为解决工业现场多电机运行及再生能量利用问题,提出一种可同时驱动双电机异步运行的三端口级联多电平变换器拓扑及控制系统。将传统H桥级联多电平变换器与六边形变换器拓扑结合构成一个三端口AC/AC/AC结构。其中,H桥级联变换器每单元前端通过移相变压器接入电网,作为输入端口;六边形拓扑相邻顶点则构成两交流输出端口。采用恒压频比控制,结合功率分配分析,分别给定两输出端口控制信号,驱动双电机异步运行。六桥臂可等效为两组耦合三相对称电源,将一台电机再生能量转移供给另一台电机的电动运行,以此提出新的能量流动路径,降低单元直流侧电容电压泵升。以12单元6桥臂的三端口级联多电平变换器为例,通过Matlab仿真及实验结果验证了该拓扑及控制策略的可行性和有效性。

电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略

为进一步降低电气化铁路对三相电网的负序影响,兼顾牵引变电所节能经济运行,提出了一种电气化铁路同相储能供电系统能量管理策略和容量配置方案.首先,以三相电压不平衡度限值为约束,确定了不同负序超标情况下储能装置启动阈值;而后,建立了储能供电系统负序补偿模型,计算储能装置充放电电流;最后,以牵引变电所实测数据为例,给出储能装置容量配置方案,并计算验证了所提能量管理策略的可行性和正确性.研究结果表明:该同相储能供电系统通过实时控制储能装置充放电,可实现负序满意度补偿、负荷削峰填谷、兼顾再生能量利用,负序补偿度由储能装置放电功率决定,削峰填谷效果和再生能量利用率由储能装置启动阈值和储能容量决定;储能容量一定时,越小阈值,再生制动能量利用率越高.

电气化铁路同相储能供电技术

为进一步优化电气化铁路牵引变电所经济节能运行,提出了一种电气化铁路同相储能技术研究方案.该方案基于运行图和历史数据,以负荷削峰为控制目标,实时控制储能装置充放电,治理以负序为主的电能质量问题;同时,降低系统对设备容量要求,节省运行费用,并能有效利用列车再生制动能量.以京沪高铁实测数据分析了同相储能供电系统解决负序的有效性,并以飞轮作为储能装置进行了仿真分析和试验验证,最后分析了同相储能供电系统的经济性能.研究结果表明:同相储能供电技术可取消50%电分相环节,治理负序的效果由储能装置功率决定,当储能装置功率为牵引负荷功率95%概率大值的10%时,可降低负序限值10%.

DC 1500V供电的城市轨道交通车辆超级电容储能技术分析

针对1500 V直流供电的城市轨道交通车辆再生能量回馈的特点,分析了DC 1500 V供电系统超级电容储能装置设计的技术难点。提出了相应的设计思路和优化设计方案,以满足不同需求,降低设计难度。