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柴电混合动力系统容量配置与能量管理策略研究
| 论文题名： | 柴电混合动力系统容量配置与能量管理策略研究 |
| 关键词： | 柴电混合动力列车;容量配置;能量管理;功率跟随控制;动态规划控制 |
| 摘要： | 随着新能源技术的日益发展和混合动力技术的不断进步，轨道交通作为主要的交通运输方式之一，新型节能环保的轨道交通车辆将是运输工具发展的必然趋势。柴电混合动力列车作为其中之一，凭借其独特的动力牵引系统，相较于传统的内燃机车更加经济环保，比电力机车的动力方式更加多样，因而运行成本更具竞争力。混合动力系统合理的容量配置是实现柴电混合动力列车燃油经济性的重要前提，同时在满足列车功率和能量需求的条件下，通过进一步应用能量管理策略，最终实现混合动力系统能量的优化分配，提高系统的整体效率，改善柴电混合动力列车的能耗水平。 本文针对柴电混合动力列车，首先分析了混合动力系统的能量流动方式，从混合度的角度出发并结合列车运行工况，建立了基于功率和能量需求的容量配置方法，通过比较混合动力系统的燃油经济性及电池系统经济性，得出了满足列车功率需求下的合理配置方案。 而后通过ADVISOR仿真软件的二次开发，建立了柴电混合动力列车的仿真模型，并详细介绍了基于规则的功率跟随控制策略模型搭建过程，完成了列车典型工况下的混合动力系统燃油消耗仿真。 设计了以动力电池荷电状态为状态变量、柴油发电机组输出功率为控制变量、混合动力系统损耗为优化目标的动态规划控制策略，将其应用在仿真模型中。通过两种控制策略仿真结果的对比分析，结果表明以动态规划控制策略下的燃油消耗作为理论最优值，基于规则的功率跟随能量管理策略，能够实现柴电混合动力列车较好的燃油经济性。由于该算法控制简单便于实现，对于运行工况相对固定的轨道交通领域，可以作为混合动力列车能量管理策略的在线控制方法。 |
| 作者： | 袁烨 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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