基于磁悬浮储能飞轮阵列的地铁直流电能循环利用系统及实验研究

针对轨道交通再生制动能量问题,本文开展基于磁悬浮飞轮阵列储能型制动能回收节能系统研究。通过分析牵引供电系统结构,分别对列车进站的制动方式和能耗特性进行了分析,并给出了增加储能装置前后的耗能对比情况。在此基础上,设计一种基于飞轮储能阵列的直流电能循环利用系统,可实现车辆进站制动能量的快速吸收和出站时的功率补偿,通过对飞轮阵列关键指标进行论证,确定了飞轮并联方案和容量配置。最后,搭建了飞轮阵列储能实验系统,通过飞轮对拖充放电控制和性能测试验证了系统的有效性,为城市轨道交通再生制动能量的回收和节能奠定基础。

基于飞轮储能阵列的岸桥微网控制系统建模分析

针对港口岸桥负荷冲击对发电机组的影响,开展基于磁悬浮飞轮储能阵列的岸桥微网控制系统研究。采用飞轮阵列快速储能和释能优势,用于平抑岸桥负荷冲击,保持发电机组的理想加减载运行需求。介绍了微网控制系统组成和飞轮阵列充放电原理,给出了飞轮单机系统模型。在分析岸桥负荷特性和发电机组的加减载特性基础上,针对飞轮阵列系统的容量配置和控制策略进行了设计,提出了一种基于飞轮剩余电量和发电机组预期加载特性的飞轮充放电控制功率计算方法。以实际岸桥运行数据为依据进行了仿真分析,结果表明,该岸桥微网控制系统可长期稳定运行,飞轮阵列能有效平抑岸桥负荷的功率冲击。为了验证了飞轮阵列的协同控制特性,进行了飞轮对拖充放电实验测试,结果表明,飞轮阵列的响应特性、容量和功率均能满足岸桥微网系统设计需求。