3/2开关接线方式下基于能量制动的抗电流互感器饱和措施

结合一起3/2开关接线方式下,发生区外故障时由于电流互感器(TA)饱和导致差动保护误动作的案例,分析了3/2开关接线方式下TA饱和对比例电流差动保护的影响,得出了基于差动量和制动量比例制动特性的电流差动保护在区外故障出现TA饱和时动作概率会很大的结论。根据在TA线性传变区内差动电流和制动电流能够正确反映区内外故障的思想,提出了基于能量制动的抗TA饱和措施,并且针对3/2开关接线方式下的特殊电气结构,提出了在该接线方式下的一种新的制动能量表达方式,能够对由于区外故障导致的TA饱和进行可靠识别并闭锁差动保护。仿真分析表明,针对3/2接线方式下可能出现的TA饱和现象,提出的抗TA饱和措施能够显著提升电流差动保护的抗TA饱和性能。

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。

电动汽车制动能量循环回收智能控制仿真

为提高纯电动汽车的续航能力,保证车辆稳定行驶,提出一种纯电动车辆的制动能量回收控制方法。从多个角度分析纯电动汽车在行驶过程中的能量变动情况,考虑驱动力需要克服的相关阻力,根据车辆各部件的工作效率以及电池充电情况,计算车辆驱动消耗实际电量。分析纯电动汽车制动过程中的动力学以及路面的摩擦因子对制动产生的影响,明确汽车制动时产生的能量损失和影响能量回收的相关因素。为了获得最大的再生能量,在能量回收控制中,以制动的方式进行能量补偿,并将更多的动能用于动力发电机,达到制动能量的回收循环。仿真结果表明,所研究方法对制动能量的回收控制效果较好,回收利用率较为理想。

基于比例继动阀的解耦式制动能量回收

针对纯电动商用车在连续制动时,气源压力偏低会导致驱动轴耦合制动力响应速度变慢,影响制动能量回收效率的问题,提出一种基于比例继动阀的解耦式制动能量回收系统(uncoupled braking energy recovery system,URBS)方案。首先,基于比例继动阀的迟滞特性,采用前馈-单神经元PID控制方法,实现制动气压的准确输出;其次,以电池SOC、车速等为约束条件,根据气源压力信号确定供压模式,并制定解耦式制动能量回收控制策略;最后,基于AMESim,MATLAB/Simulink及TruckSim搭建联合仿真平台,选取单次制动工况与循环工况验证了制动力耦合效果及系统的制动能量回收效果。结果表明,基于比例继动阀的URBS可实现耦合制动力的快速响应,达到稳态压力值75%的时间小于0.1 s,且在中国重型商用车行驶工况和中国重型商用车瞬态工况下有效制动能量回收率分别为10.13%,17.17%。所提URBS方案能有效提高驱动轴耦合制动力的响应速度及耦合精度,可为纯电动商用车气压式URBS方案设计提供参考。

双能量源纯电动汽车制动能量回收控制策略研究

该文以前轮永磁直流电机驱动的双能量源纯电动汽车为研究对象,以开发合理高效的纯电动汽车制动能量回收系统及设计相应的控制策略为目的,建立了蓄电池、超级电容、双向DC/DC变换器等部件的数学模型,并进行了双能量源系统主回路、恒流恒压双闭环PI控制器设计研究,建立了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果表明,PI控制器可有效实现恒流恒压充放电过程,恒流充电以限制充电电流,当蓄电池达到额定电压或超级电容SOC饱和后再进行恒压充电,实现了保护储能元件并完全充电的目的。

考虑制动能量转移的复杂电气化铁路牵引用光伏发电系统综合能量管理策略

本研究提出了一种新的光伏发电系统,以有效缓解外部电网的压力,并实现有效的再生制动能量回收。首先对系统的能量控制模式进行了详细的分析;其次设计了一种考虑到相互制动能量转移的综合能源管理策略;利用粒子群(PSO)算法和优化过的粒子群算法,对背靠背变流器补偿功率参考值进行了计算;最后,通过实验来验证这一策略的有效性,并且比较两种算法的仿真结果的收敛性。通过MATLAB/Simulink仿真系统,建立了一个基于背靠背变流器的光伏接入牵引供电系统模型,并且设计了一套有效的能量管理策略和编码算法,以及一系列典型工况下的能源利用、相间制动能量转移情况,以及与不用算法的效果进行比较。经过研究发现,采用提出的系统架构和综合能源管理策略,可以有效地利用光伏发电,最大限度地优化相间制动能量的使用,而且优化后的收敛性也更加出色。

实验用制动能量回收控制系统开发

为更加形象地展示制动能量回收控制系统的工作原理,在已有制动能量回收实验台的基础上重新开发控制系统。以数据采集卡为控制器,对转速传感器、制动踏板开度传感器和蓄能器压力传感器的信号处理电路进行了设计,并完成了相应的上位机交互界面开发。经实验验证,该控制系统可以实现对制动能量回收实验台的控制,并且能够通过较为直观的形式展示制动踏板开度、开度变化率、蓄能器压力和继电器状态。

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。

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。

轮毂电驱动汽车制动能量回收控制策略研究

本文以四轮轮毂电驱动汽车为研究对象,针对其续航能力不足等缺点,选用模糊控制对制动能量回收控制策略进行设计,利用Amesim和Simulink软件建立整车控制仿真模型并进行联合仿真。设置不同工况进行仿真,结果表明:所设计的制动能量回收控制策略在保证车辆制动性能的同时,提高了能量回收效率,并减少了动力电池荷电SOC值的损耗,为提高续航能力及减少能量消耗提供一定的研究基础。

P1P3构型PHEV双电机协同制动能量回收策略研究

选择了配备有P1和P3的双电机插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)作为研究平台。在能量回收过程中,P1和P3电机可以同时进行,相比其他构型而言有着更加明显的能量回收优势。车辆制动过程中,当P1电机效率高于P3时,优先选用P1电机进行制动,P3电机提供剩余所需制动力;当P3电机效率高于或等于P1时,则优先选用P3电机进行制动,P1电机弥补剩余所需的制动力。以搭载AMT(电控机械制动变速箱)的双电机插电式混合动力汽车为研究对象,在保证制动安全性的前提下,为尽可能地回收能量,提出一种基于双电机能量回收的前后轴制动力分配、机电制动力分配以及双电机制动力分配的多级制动力分配策略。结合Matlab/Simulink搭建整车模型,并进行仿真分析。仿真结果显示,制动能量回收率最高能达到66.56%,回收效果良好。

多轴分布式电驱动车辆电液复合制动控制研究

针对多轴分布式电机驱动车辆电液复合制动中易出现的车辆制动抖动问题,提出了一种建压阶段电机制动力修正策略和一种基于前馈-反馈的协调控制策略,分别在建压阶段和其他阶段通过协调复合制动力来解决制动抖动的问题。针对防抱死控制系统与电机制动系统共同作用时的制动矛盾,提出了一种基于PID控制的ABS控制策略,主要通过改变电机制动力来解决制动矛盾的问题。通过TruckSim、Matlab/Simulink及AMESim联合仿真验证,制动冲击度在建压阶段下降了20.66%,在电机退出阶段下降了92.59%,驾驶感觉得到明显改善。而ABS控制策略也可在保证理想滑移率的同时完成制动能量回收;结合整车制动试验,表明协调控制策略在保证制动效果良好的同时实现了制动能量回收,效果显著。

新能源汽车再生制动能量回收研究综述

续驶里程及蓄电池供电技术是目前制约新能源汽车普及的主要因素。再生制动技术作为提高整车能量利用率的有效方案,为新能源汽车续驶里程的提高提供了一条切实可行的解决思路。针对再生制动关键技术,分别阐述了再生制动控制策略研究和再生制动能量管理研究两个方面的研究成果。针对再生制动策略问题,分别从制动意图识别、制动力分配以及轮缸压力控制三方面总结了再生制动相关控制策略;针对能量管理问题,分别从制动能量回收潜力与能量回收效果评估两方面对研究成果进行了总结。分析了通过能量流机理计算车辆节能潜力的方法,并对未来再生制动关键技术的研究与发展趋势进行了展望。

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。

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。

计及再生制动能量的铁路潮流控制器功率柔性分配方法

为了以更高的性价比实现牵引供电系统(RPS)并网性能的提升,提出一种计及再生制动能量的铁路潮流控制器(RPFC)功率柔性分配方法,所提方法旨在确保系统满足并网指标的前提下降低RPFC的设计容量,能够同时适用于RPFC的前期设计与实时控制。首先,建立包含RPFC的V/v牵引供电系统数学模型,推导了RPFC两侧变流器补偿功率与一次侧功率因数间的数学关系;然后,在计及再生制动能量的前提下重点讨论了不同补偿目标及补偿模式对RPFC两侧变流器补偿功率的影响,并基于实测负荷数据的功率因数-功率(PF-P)分布特性提出一种精准模拟两相负荷的方法,为RPFC的设计提供指导,在保证系统能满足相关并网指标的前提下,设计计及再生制动能量的RPFC功率柔性分配方法;最后,利用实测负荷数据对所提方法的性能进行了验证。

重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统研究及应用

重载铁路再生制动能量丰富但利用率低,馈能的电能质量和经济效益差。为实现降本节能,文章提出一种重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统方案,其在分区所安装能量调度装置,实现相邻的变电所间再生制动能量调度。为实现能量调度装置最大节能效果,文章重点分析变电所牵引能量特性,并基于变电所间能量调度间歇工况特点,在能量调度装置功率调度间歇期,封锁多重化变流器脉冲输出,从而减少能量调度装置空载损耗。现场实际工程应用表明,再生制动能量调度系统反向电量利用率在50%以上,减少了2%以上牵引供电系统正向用电量,从而减少铁路供电部门电费支出。

后驱式纯电动汽车制动能量回收策略研究

针对后驱式纯电动汽车制动能量回收策略不能兼顾最佳制动性能与最佳制动能量回收效率的问题,结合模糊控制理论寻求制动性能与能量回收效率的平衡点,并提出了基于模糊控制的能量回收策略。设计了以电池SOC、车速和制动强度为输入变量,以后轴制动力修正系数为输出变量的模糊控制器,然后根据制动强度、理想制动力曲线和电机所能提供的最大制动力确定前后轴机械制动力与电机再生制动力的分配。在Simulink软件中搭建策略模型,在AVL Cruise平台中搭建整车仿真模型,通过Simulink与AVL Cruise的联合仿真对控制策略进行验证。仿真结果表明:所研究的策略能够保证平顺性的同时提升了能量回收效率。

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。