收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

城市轨道交通再生制动能量利用技术研究

许爱国  
【摘要】: 随着经济的发展,城市化进程的加快,我国城市轨道交通发展迅速。城市轨道交通车辆再生制动可节约能源,符合节能减排的要求,但是目前再生制动能量利用率低下,多余的能源被电阻消耗掉,不但不能节能,反而增加了城市轨道交通线路通风散热系统的负担,因此研究城市轨道交通再生制动能量利用技术,提高再生制动能量利用率,符合城市轨道交通发展的方向,对节能减排和可持续发展具有很重要的意义和实用价值。 本文首先建立城市轨道交通系统再生制动能量分析模型,并以南京地铁1号线车辆数据为依据进行仿真研究,揭示了城市轨道交通车辆再生制动能量特征,即城市轨道交通车辆再生动能量具有幅值高、时间短的特点,功率冲击较大。城市轨道交通再生制动能量分析模型为研究再生制动能量利用技术提供了有力的分析与验证工具。 再生制动能量处理问题产生的根本原因是城市轨道交通供电系统采用了不可逆的整流电路,因此本文提出一种新型能馈式轨道交通牵引供电变流方案,采用双向阶梯波合成变流器实现城市轨道交通系统的供电与再生制动能量回馈。阶梯波合成变流器具有开关频率低、开关损耗小、电磁兼容性好、输入谐波少、总谐波含量低、滤波器体积小等优点,特别适合城市轨道交通系统的大功率能馈供电。为了实现阶梯波合成变流器的快速调节,本文提出了一种新的顺序采样空间矢量调制(SVM)技术,采用该技术后,阶梯波合成过程中等效采样点从传统的每周期6个提高到每周期24个,提高了调制环节的带宽,减小了调制环节的延时,为提高阶梯波合成变流器的动态性能提供了有利的技术基础;在分析变换器模型的基础上,提出了一种SVM调制延时补偿办法,采用该补偿办法后,降低了dqo坐标系下两相系统的耦合,提高了变换器带宽,为实现dq轴电流解耦控制和有功功率、无功功率的独立控制提供了必要的基础;提出了阶梯波合成变流器的瞬时值闭环控制策略与参数设计方法,为提高和优化阶梯波合成变流器的动态性能提供了必要的依据,为城市轨道交通供电系统直流母线的动态调节提供技术保障。在3kW实验平台上进行了实验,实验结果表明该双向阶梯波合成变流器除了开关频率低、电流波形正弦性好以外,还具有快速的动态调节性能。 在分析了再生制动能量全功率回馈电网与再生制动能量全储存方式的优缺点基础上,本文提出了一种新型的能馈与储能相结合的再生制动能量吸收方案,利用能馈系统回馈大部分能量,减少储能系统的容量、体积以及成本,利用储能系统为脉冲能量提供一定缓冲,减小再生制动能量对电网的冲击以及能馈系统的设计容量,提高能馈系统的容量利用率。研究了三种容量配置方法,并研究了两种控制器实现方式,以实现两个系统的功率容量配合。通过仿真模型研究了能馈系统与储能系统的能量分配与电网电压特性。 为了配合提出的能馈牵引供电系统,缓冲脉动功率对电网的冲击,本文最后研究了基于超级电容器的储能系统。提出了一种模块化储能系统功率变换方案,采用该模块化方案一方面可以使储能系统适用于多种供电电压等级的城市轨道交通系统,另外一方面还可降低储能模块的超级电容器串联个数,提高了超级电容器组的可靠性;针对多模块输入串联结构的储能系统,提出一种具有输入均压能力的双向变换器闭环控制策略,保障多模块串联结构在双向变换器场合的应用;储能单元电压均衡措施是保证超级电容器串联应用的高效与可靠的关键技术,本文在分析现有均衡电路的基础上提出了一种新型的电压均衡电路,根据均衡速度的需要,该均衡电路可开环控制也可闭环控制,控制方法都比较简单,不需要对多个电容器单元进行电压检测与决策控制就可以实现电压的自动均压。通过仿真和实验研究验证了提出的超级电容储能系统关键技术的可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;十大科技项目改变上海市民生活——科技节评选活动中城市轨道交通名列第二[J];城市轨道交通研究;2003年03期
2 ;人大代表、政协委员给城市轨道交通提建议[J];城市轨道交通研究;2003年03期
3 ;“2003中国城市轨道交通国际峰会”成功举行[J];城市轨道交通研究;2003年03期
4 ;城市轨道交通研究2003年总目次[J];城市轨道交通研究;2003年06期
5 ;《城市轨道交通研究》第三届理事会[J];城市轨道交通研究;2005年03期
6 顾尚华;发展城市轨道交通的策略分析[J];交通与运输;2005年02期
7 杨耀;“2004《城市轨道交通研究》编委会会议”发言摘录[J];城市轨道交通研究;2005年01期
8 ;《城市轨道交通研究》第三届理事会[J];城市轨道交通研究;2005年05期
9 ;关于研究城市轨道交通关键技术有关问题的会议纪要[J];都市快轨交通;2006年04期
10 本刊记者;;两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛在京举行 钱永昌会长、周干峙院士致词 通过《首届“两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛”宣言》[J];城市轨道交通研究;2006年10期
11 语晰;;首届《两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛》在京圆满结束[J];现代城市轨道交通;2006年06期
12 应名洪;;上海城市轨道交通科技创新战略分析[J];城市轨道交通研究;2006年12期
13 ;《城市轨道交通研究》第三届理事会[J];城市轨道交通研究;2006年12期
14 安丁;李继成;;推广新技术,又好又快发展城市轨道交通——“2007城市轨道交通研究理事会、编委会年会”侧记[J];城市轨道交通研究;2007年06期
15 李献忠;徐瑞华;;基于乘务广义费用的城市轨道交通排班[J];同济大学学报(自然科学版);2007年06期
16 ;城市轨道交通关键技术集锦[J];都市快轨交通;2007年05期
17 杨天薇;;对城市轨道交通补贴方式的探讨[J];现代城市轨道交通;2008年06期
18 ;《城市轨道交通研究》2008年总目次[J];城市轨道交通研究;2008年12期
19 ;“我国城市轨道交通的发展道路”研讨会暨《都市快轨交通》理事会2008年会在重庆成功举行[J];都市快轨交通;2008年06期
20 陈光;张宁;陈晖;黄卫;;城市轨道交通服务水平评价体系研究[J];都市快轨交通;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李铁夫;;为城市轨道交通一体化做出努力[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
2 黄衛;;前言[A];中国城市轨道交通新技术(第三集)[C];2009年
3 ;住房和城乡建设部城市轨道交通专项科技成果推广项目[A];中国城市轨道交通新技术(第三集)[C];2009年
4 ;“十一五”国家科技支撑计划重点项目“新型城市轨道交通技术”成果简介[A];中国城市轨道交通新技术(第三集)[C];2009年
5 马尧成;;城市轨道交通工程地面施工控制网测量与研究[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
6 傅铭;;城市轨道交通供电网络的谐波污染及抑制技术探讨[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
7 和振兴;;城市轨道交通环境振动控制体系及优化[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
8 沈秀芳;周国甫;胡维撷;胡章喜;;城市轨道交通新线试运营基本条件评审的体会与思考[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
9 施仲衡;;前言[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
10 张玮晨;周裕德;祝文英;夏丹;应乐淳;储益萍;;城市轨道交通地下线路振动投诉原因剖析及建议[A];运输噪声的预测与控制——2009全国环境声学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹阳;城市轨道交通信息融合与决策方法研究[D];吉林大学;2012年
2 张育南;北京城市轨道交通与城市空间整合发展问题研究[D];清华大学;2009年
3 翟维丽;城市轨道交通系统关键技术及相关问题研究[D];吉林大学;2007年
4 王玉明;城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析[D];北京交通大学;2011年
5 郝成;城市轨道交通项目效益分析与应用研究[D];北京交通大学;2008年
6 赵宇刚;考虑服务水平的城市轨道交通换乘问题研究[D];北京交通大学;2011年
7 孔令洋;城市轨道交通系统型式选择研究[D];北京交通大学;2009年
8 曹守华;城市轨道交通乘客交通特性分析及建模[D];北京交通大学;2009年
9 王福彤;城市轨道交通地面振动源的频域反演[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 张建华;地铁复杂网络的连通脆弱性研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶佩文;基于数据包络分析的城市轨道交通规模效率评价研究[D];北京交通大学;2009年
2 于东;城市轨道交通站出入口空间人性化设计研究[D];西南交通大学;2009年
3 纪雪艳;城市轨道交通换乘站综合评价研究[D];北京交通大学;2009年
4 韦中利;城市轨道交通试验测试系统设计[D];北京交通大学;2010年
5 高飞;城市轨道交通与区域轨道交通的衔接模式研究[D];西南交通大学;2010年
6 穆辉;城市轨道交通的综合效益评价[D];西南交通大学;2010年
7 王平瑞;天津城市轨道交通供电监控系统优化设计[D];天津大学;2009年
8 杨维;城市轨道交通路网承载能力计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 曾智超;城市轨道交通对城市发展和环境综合影响后评价[D];华东师范大学;2006年
10 刘炜;城市轨道交通供电系统仿真[D];西南交通大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;重庆市城市轨道交通管理办法[N];重庆日报;2004年
2 王健 常玉伟;拓展城市轨道交通大市场[N];科技日报;2000年
3 本报通讯员刘乃森 闫玉玲;城市轨道交通市场前景广阔[N];科技日报;2002年
4 ;城市轨道交通十多年增长近十倍[N];人民日报;2005年
5 本报评论员;向城市轨道交通工程进军[N];中国铁道建筑报;2001年
6 本报记者 白秀喜 顾宇新;让城市轨道交通更加安全快捷[N];中国建设报;2005年
7 林妍;标准为先[N];中国经济导报;2007年
8 滕学蓓;轨道交通建设标准需完善统一[N];中国交通报;2007年
9 记者 许晓楠;应优先发展城市轨道交通[N];大连日报;2006年
10 记者 谢然浩;城市轨道交通发展迅速[N];经济日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978