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地铁牵引供电系统再生制动储能控制
| 论文题名： | 地铁牵引供电系统再生制动储能控制 |
| 关键词： | 地铁列车;牵引供电系统;制动能量;储能控制 |
| 摘要： | 在地铁系统中，当列车运行于制动工作状态时，牵引电机发电，会产生再生制动能量反馈至牵引网，将导致网压升高。为避免此情况出现，国内地铁主要采用吸收电阻消耗能量，虽然稳定了网压，但是导致能量浪费和隧道温升。由于地铁频繁启动、制动，会产生很可观的再生制动能量，因此，有必要对这部分能量进行吸收和利用。 本文首先针对牵引供电系统进行分析和建模，得到供电牵引网等效模型。从动力学分析和再生制动特性曲线两个方面对比研究，通过仿真，确定列车再生制动过程中反馈至牵引网的各物理量参数值。 其次，介绍超级电容器工作原理、特性、等效模型，通过仿真研究其充放电特性。根据需要存储的再生制动能量大小，确定超级电容器组的储能量，根据电压、功率约束条件确定储能阵列的串并联方式，最终得出等效模型的各参数值。 再次，为了完成牵引网和超级电容器组之间能量的双向流动，用半桥型非隔离双向DC/DC变换器将两部分连接，并加入滤波环节构建等效数学模型。选用牵引网电压外环、储能电感电流内环的双闭环控制策略。利用bode图和阶跃响应对控制效果进行分析，并确定最佳校正环节。 最后，利用仿真软件建立模型，完成对储能系统不同工作模式下控制策略的仿真，仿真结果验证了本储能系统对控制过程设计和分析的准确性。本系统对储能装置控制策略的设计，采用改进算法有效抑制超调，能够快速、有效的稳定牵引网电压，实现能量的重复利用。 |
| 作者： | 杨莹 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李夏青;宋金川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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