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基于超级电容的城轨车辆再生能量存储利用系统研究
| 论文题名： | 基于超级电容的城轨车辆再生能量存储利用系统研究 |
| 关键词： | 城轨列车;再生制动;能量存储;超级电容器 |
| 摘要： | 在城市轨道交通系统中，当城轨列车处于再生制动工况时，能量从列车回馈至直流供电网，这将会引起供电网电压的上升，危害电网上其他用电设备的安全。为了避免这一现象，目前主要采用吸收电阻将列车制动能量以热量的方式消耗掉，造成隧道温度上升和能量浪费。如何将城轨列车再生制动能量回收利用成为业内关注的热点之一。 本文以超级电容储能的方式进行能量回收。首先进行计算城轨车辆再生制动能量。并以此为根据，计算多辆车的再生制动能量。利用列车运行时的电流及运行距离的实测数据搭建多辆地铁列车运行的制动仿真，并研究在不同发车间隔下车辆制动对供电母线电压波动的影响，以确定多车运行时储能容量的选择。其次介绍了超级电容工作原理及其优缺点。并根据城轨列车再生制动能量和功率大小选择超级电容器。确定超级电容的配置方案，对超级电容进行串并联组合。再次，为了实现再生制动能量在城轨列车与超级电容器之间的双向流动，本文引入了半桥型：Buck/Boost双向DC/DC变换器，建立了双向DC/DC变换器Buck和Boost工作方式下统一的数学模型，并研究其的控制策略；以及储能模块内超级电容分层式飞渡电容均压控制策略和储能模块间偏置电流均压控制策略。利用MATLAB/SIMULINK建立储能模块间偏置电流法均压控制的仿真模型，并进行仿真分析。最后，搭建200W储能模块样机，并通过实验验证储能模块内均压控制策略的可行性，以及主电路控制策略的可行性。储能系统采用模块化的设计能方便的通过改变串联的储能模块数量以适应不通电压等级城市轨道交通供电系统。 |
| 作者： | 肖大帅 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 郭世明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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