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城轨交通新型供电制式车辆车载复合储能系统能量管理
| 论文题名： | 城轨交通新型供电制式车辆车载复合储能系统能量管理 |
| 关键词： | 城轨交通;供电制式车辆;车载复合储能系统;能量管理 |
| 摘要： | 随着我国城市规模逐渐扩大，居民自有汽车数量大幅增加，交通拥堵问题已经成为困扰众多大型城市继续发展的重大问题。目前城轨交通已经成为解决城市交通拥堵问题的优秀解决方案，而无接触网城轨车辆采用新式供电技术中的车载储能装置，能在无外接能源的情况下运行，并且具有通过制动回收能量的能力。相较于传统的第三轨供电车辆，具有更灵活、更环境友好的优点，是现代城轨交通系统的一个优良选择。 目前车辆储能装置通常复合使用不同储能元件实现能量储存与输出，具有单位体积储能量高和输出功率大的优点，并且能通过再生制动来实现能量回收。但是不同特性的储能元件应该按照何种形式进行功率输出，也就是系统采用何种能量管理策略，需要进行进一步的探讨。本文对能量管理策略展开研究，进行了以下工作： 1.论文对各种储能元件进行分析比较、说明使用的各储能元件电学特性并选取适合该储能系统的结构形式。根据车辆需求功率情况和实际线路上车载储能车辆容量配置情况，确定适用的模拟电路模型和储能元件仿真模型参数设置。最终建立用于验证各能量管理策略控制效果的仿真模型。 2.论文对常用的固定比例能量管理策略进行分析，说明其优缺点。并使用实际线路上不同工况的功率需求数据对复合储能系统进行控制仿真实验，确定各工况的适用比例。再出于保护各储能元件的目的，提出了可变比例值能量管理策略和基于实时小波变换的能量管理策略等储能系统能量管理模式。前者采用自适应比例值，能根据功率型储能元件荷电状态实现对各储能元件输出功率的调控，达到保护功率型储能元件的效果，后者对需求功率进行实时小波变换并根据功率型储能元件的荷电状态进行功率分配，实现平稳能量型储能元件输出功率、达到保护能量型储能元件的效果。并进行仿真实验验证改进效果，结果表明，前者能有效降低功率型储能元件出现过充或过放现象的可能性，后者能有效降低能量性储能元件输出功率的变化频率与变化幅度。 3.论文根据实际线路的功率需求进行两种保护储能元件型能量管理策略的仿真对比实验，按照不同算法对复合储能系统的调控作用进行比较、选取合理策略。结果表明，采用基于实时小波变换的规则控制能量管理策略能有效稳定能量型储能元件的输出功率，增加功率型储能元件输出功率的变化频率和变化幅度，更符合城轨交通车辆的功率需求特性和各储能元件的电学特性，间接提高复合储能系统的续航能力和使用寿命。 |
| 作者： | 汪诗乔 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郭佑民;谭兆海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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