基于超級(jí)電容的地鐵再生制動(dòng)能量存儲(chǔ)利用研究.pdf

1、地鐵列車再生制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生可觀的再生電能,對(duì)這部分再生制動(dòng)能量進(jìn)行吸收和利用,是在城市軌道交通領(lǐng)域提高能源利用率的舉措,節(jié)能的同時(shí)也起到保護(hù)環(huán)境的作用,隨著地鐵建設(shè)的加快和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展,這方面的研究顯得日益重要。作為具有許多優(yōu)良特性的儲(chǔ)能元件,超級(jí)電容近年來(lái)發(fā)展迅速,本文的研究以吸收站形式的超級(jí)電容能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(SCESS)為核心內(nèi)容,主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析和制動(dòng)特性曲線方法,定量仿真計(jì)算出列車再生制動(dòng)能量大

2、小,以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電容量等參數(shù)和儲(chǔ)能陣列的串并聯(lián)方式。對(duì)超級(jí)電容串并聯(lián)組成的儲(chǔ)能陣列,介紹了電壓均衡措施。通過(guò)分析系統(tǒng)的功能需求,確定了變換器的結(jié)構(gòu)和工作模式。
　　 論文建立超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)分析其工作原理,為了達(dá)到吸收站SCESS存儲(chǔ)能量和穩(wěn)定網(wǎng)壓的功能需求,研究設(shè)計(jì)了電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)雙向DC-DC變換器的控制。并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新的帶限流限壓閉環(huán)的三環(huán)控制結(jié)構(gòu),當(dāng)臨近超級(jí)電容電壓

3、限制值時(shí)采取限流限壓控制策略,在最大限度利用超級(jí)電容容量的同時(shí),有效控制其電壓在限制值以內(nèi)。論文還設(shè)計(jì)了輔助的逆變電能利用單元,通過(guò)分析逆變器的數(shù)學(xué)模型,得到超級(jí)電容電壓和逆變輸出電壓的線性關(guān)系,進(jìn)行了以調(diào)制度為控制量的控制器設(shè)計(jì)。
　　 最后利用MATLAB／SIMULINK仿真軟件建立系統(tǒng)模型,通過(guò)仿真,表明本文所設(shè)計(jì)的控制策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)SCESS儲(chǔ)能和釋能工作模式有效、快速地控制,系統(tǒng)起到了穩(wěn)定網(wǎng)壓、存儲(chǔ)能量的作用,三環(huán)控制