發(fā)布時(shí)間：2021-01-06 14:29

　　現(xiàn)如今,各主要城市人口的激增造成了城市交通堵塞,通行不暢的狀況。城市軌道交通的出現(xiàn)使得交通資源利用更充分,有效地舒緩了城市交通擁擠的問題。但城市軌道交通在其快速發(fā)展的同時(shí)也仍然存在著一些問題有待解決,其中在列車再生制動(dòng)帶來的剩余能量如何有效的利用這一方面就仍然有很多措施需要去完善。傳統(tǒng)解決方案使用電阻或儲(chǔ)能模塊,這或?qū)?huì)帶來不期望的熱量,或增加了設(shè)施不必要的成本。因此,本文針對(duì)傳統(tǒng)城市軌道交通仍存在的這一問題,基于現(xiàn)有技術(shù)提出了再生制動(dòng)能饋式解決方案,通過理論證明其可行性,又加以仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。本文介紹了能饋式牽引供電系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及多種運(yùn)行工況,重點(diǎn)敘述了其核心部分PWM整流器的工作原理及控制方法,建立開關(guān)函數(shù)數(shù)學(xué)模型,通過坐標(biāo)變換將交流多耦合模型轉(zhuǎn)換到直流模型進(jìn)行控制;設(shè)計(jì)了控制參數(shù),并根據(jù)控制方法對(duì)變流器內(nèi)關(guān)鍵器件電容、電感等進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果通過matlab仿真驗(yàn)證可行。本文研究的逆變回饋式再生制動(dòng)能量吸收裝置是實(shí)現(xiàn)集能量回饋、牽引供電、無功補(bǔ)償?shù)裙δ苡谝惑w的能饋式再生制動(dòng)裝置,本文重點(diǎn)介紹了其在能饋節(jié)能、牽引供電及無功補(bǔ)償?shù)确矫娴脑砑白饔?中壓能饋裝置的“... 

【文章來源】：北京建筑大學(xué)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖

圖 1-3 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-3 Structural diagram of flywheel energy storage system飛輪儲(chǔ)能裝置僅與直流牽引網(wǎng)絡(luò)相連接，飛輪與電源側(cè)隔離開來只是在直流牽引網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，并不會(huì)對(duì)電源側(cè)造成諧波污染，飛輪儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能密度很高，充放電速度較快且無次數(shù)限制，在城市軌道交通中的安裝也比較方便靈活。與蓄電池相比運(yùn)行高效穩(wěn)定，最重要的是不會(huì)造成環(huán)境的破壞。飛輪儲(chǔ)能裝置具有快速響應(yīng)能力，可以快速吸收再生制動(dòng)能量。再生制動(dòng)能量或補(bǔ)充牽引能量是一種非常有競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能技術(shù)[24, 26]。城規(guī)電網(wǎng)中已有應(yīng)用實(shí)例。目前，飛輪儲(chǔ)能裝置應(yīng)用十分成功，在一些國(guó)外的大城市的城市軌道交通系統(tǒng)中，都能發(fā)現(xiàn)飛輪儲(chǔ)能裝置的身影，但是飛輪儲(chǔ)能裝置也具有自己的缺點(diǎn)，比如飛輪的儲(chǔ)能是利用飛輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，但是需要存儲(chǔ)大量的再生制動(dòng)能量時(shí)，飛輪系統(tǒng)的缺點(diǎn)就會(huì)顯露出來，因?yàn)轱w輪的旋轉(zhuǎn)速度是有上限的，飛輪本身的性質(zhì)會(huì)使儲(chǔ)能能力不一定能夠達(dá)到預(yù)期，此外，諸多因素會(huì)對(duì)飛輪旋轉(zhuǎn)造成影響，比如空氣阻力摩擦力等等，使得

圖 1-4 超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置主電路原理圖Fig.1-4 Main circuit diagram of super capacitor energy storage device1.2.2.3 特點(diǎn)比較結(jié)合以上對(duì)于逆變功能型吸收裝置和儲(chǔ)能吸收裝置的分析，本文主要對(duì)逆變回饋型的再生制動(dòng)技術(shù)進(jìn)行深入研究，除了在列車制動(dòng)期間保持直流母線電壓穩(wěn)定性的作用外，靈活性和動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）功率因數(shù)高，可減少無功補(bǔ)償設(shè)備的使用；功率因數(shù)穩(wěn)定，投資成本比較低。（2）采用高頻開關(guān)器件 IGBT，能夠?qū)崿F(xiàn)小體積，濾波器設(shè)計(jì)更加合理、損耗更小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。（3）高效利用回饋的能量可以提高節(jié)能率，減少作用在制動(dòng)電阻上的電能，從而進(jìn)一步降低列車制動(dòng)電阻的容量，提高了節(jié)能效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三相電壓型PWM整流器建模、控制及穩(wěn)定性分析[J]. 賀詩(shī)明,熊健,代大一,王澤,呂知彼.  電網(wǎng)技術(shù). 2019(06)
[2]城市軌道交通再生制動(dòng)能量吸收方案分析與研究[J]. 張全柱,李圓紅,鄧永紅,馬紅梅.  華北科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式及特點(diǎn)分析[J]. 左汝杰.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(32)
[4]地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)分析與研究[J]. 王藝男,馬迎春.  科技風(fēng). 2018(33)
[5]城市軌道交通逆變回饋系統(tǒng)裝置控制研究[J]. 劉向飛.  中國(guó)科技信息. 2018(16)
[6]城市軌道交通牽引供電及電力技術(shù)分析[J]. 羅益.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(21)
[7]基于中壓能饋型裝置的地鐵再生能利用方案優(yōu)化[J]. 李經(jīng)緯,陳鵬元,張炳楠.  電氣化鐵道. 2018(03)
[8]基于飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的城市軌道交通再生能回收控制策略研究[J]. 趙思鋒,唐英偉,王賽,王大杰.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2018(03)
[9]基于超級(jí)電容的列車再生制動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制[J]. 靳守杰,陳廣贊.  控制與信息技術(shù). 2018(02)
[10]城市軌道交通超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置控制策略[J]. 葉蘭蘭,鄒凱,宋立.  都市快軌交通. 2017(05)

博士論文
[1]城市軌道交通混合式牽引供電裝置關(guān)鍵技術(shù)與性能優(yōu)化研究[D]. 全恒立.北京交通大學(xué) 2013
[2]直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)在不平衡電網(wǎng)電壓下的控制[D]. 肖磊.湖南大學(xué) 2013
[3]大功率整流系統(tǒng)綜合節(jié)能理論與新技術(shù)研究[D]. 寧志毫.湖南大學(xué) 2012
[4]城市軌道交通能饋式牽引供電變流系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張鋼.北京交通大學(xué) 2010
[5]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 張興.合肥工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]城市軌道交通接觸網(wǎng)在線防冰技術(shù)方案研究[D]. 范國(guó)榮.北京交通大學(xué) 2018
[2]城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)分布式協(xié)同控制研究[D]. 田斌.北京交通大學(xué) 2018
[3]基于能量循環(huán)的城市軌道交通接觸網(wǎng)融冰技術(shù)研究[D]. 劉健.北京交通大學(xué) 2018
[4]下一代地鐵車輛儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 林稚松.北京交通大學(xué) 2018
[5]地鐵再生制動(dòng)能量回饋?zhàn)兞髌餮兄芠D]. 羅銳.西南交通大學(xué) 2017
[6]城市軌道逆變回饋裝置的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 許伶俐.西南交通大學(xué) 2017
[7]基于三相電壓型變流器的饋能與濾波系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 杜德松.南京理工大學(xué) 2017
[8]再生能饋裝置在城市軌道交通供電系統(tǒng)中的優(yōu)化配置研究[D]. 衛(wèi)巍.北京交通大學(xué) 2016
[9]城市軌道交通再生制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)仿真研究[D]. 黃開.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[10]基于飛輪儲(chǔ)能的地鐵再生制動(dòng)能量利用研究[D]. 畢文駿.西南交通大學(xué) 2016



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