地鐵再生制動(dòng)能量分析與綜合節(jié)能研究.pdf

1、地鐵有運(yùn)載量大、快速、高效、節(jié)省土地等諸多優(yōu)點(diǎn)是解決大城市交通問題的首選。傳統(tǒng)地鐵車輛采用車上制動(dòng)電阻消耗再生制動(dòng)能量，不僅造成能量浪費(fèi)，同時(shí)大量熱量散到空氣中，增加了環(huán)境溫度。近年來，取消車上制動(dòng)電阻，在地面采用電容儲(chǔ)能或逆變回饋型裝置將再生制動(dòng)能量再利用方案開始在實(shí)際中應(yīng)用。本文結(jié)合蘭州軌道交通一號(hào)線地鐵綜合節(jié)能減排課題，開展兩方面的研究工作:其一、地面能量回饋裝置與車上過壓吸收單元相互配合的研究;其二、采用地面逆變能饋方式的綜合經(jīng)

2、濟(jì)效益研究。主要內(nèi)容如下:
　　機(jī)車啟動(dòng)及制動(dòng)過程仿真分析。建立結(jié)合供電系統(tǒng)和牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)采用矢量控制，包含速度閉環(huán)、磁鏈閉環(huán)、轉(zhuǎn)子磁鏈等子系統(tǒng)。在Matlab/Simulink環(huán)境中建立了系統(tǒng)仿真模型，通過仿真分析了地鐵在不同工況下牽引網(wǎng)上電壓的變化情況。
　　逆變回饋型吸收方式與過壓吸收單元配合研究。該部分先對(duì)能饋?zhàn)兞髌鞯闹麟娐穮?shù)和控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，交流側(cè)采用LC濾波器，逆變回饋型采用電網(wǎng)電壓前饋的

3、雙環(huán)PI控制。成都軌道交通十號(hào)線的測試性結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)良好的性能。隨后對(duì)吸收電阻參數(shù)和控制算法進(jìn)行了探討，過壓吸收單元采用PI控制，過壓吸收電阻參數(shù)根據(jù)空氣制動(dòng)延時(shí)時(shí)間來設(shè)置。最后，建立含供電系統(tǒng)、車輛及再生制動(dòng)能量回饋的系統(tǒng)仿真模型，分析了逆變回饋裝置與過電壓吸收單元的配合情況，討論了列車制動(dòng)功率和線路阻抗對(duì)二者配合的影響。
　　能饋系統(tǒng)節(jié)能仿真分析。結(jié)合蘭州軌道交通一號(hào)線的具體線路情況，建立了含牽引供電系統(tǒng)、線路、車輛負(fù)載及地

4、面能饋?zhàn)兞飨到y(tǒng)仿真模型，通過仿真分析了在線路坡道及線路曲線影響下的再生制動(dòng)能量的大小及其變化特征，為下一步的綜合經(jīng)濟(jì)分析提供依據(jù)。
　　綜合經(jīng)濟(jì)效益分析。從再生能饋?zhàn)兞髌魑漳芰?、制?dòng)電阻的通風(fēng)功耗、車輛減重所減少的牽引功耗、車輛成本及再生能饋?zhàn)兞髌骺梢砸归g兼做無功補(bǔ)償?shù)葞讉€(gè)方面對(duì)蘭州軌道交通一號(hào)線采用地面吸收裝置進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)效益分析。分析結(jié)果表明:利用逆變回饋吸收方式與過壓吸收單元相配合的方式，能夠有效的回饋制動(dòng)能量，減小牽引功