基于超級(jí)電容的再生制動(dòng)能量吸收利用技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界城市化發(fā)展,城市軌道交通作為大運(yùn)量、高密度的公共交通工具受到了廣泛的關(guān)注。列車在頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)過程中產(chǎn)生了可觀的制動(dòng)能量,對(duì)其進(jìn)行合理利用可以節(jié)約能源。根據(jù)能量處理方式的不同,再生制動(dòng)能量吸收可分為耗能型、饋能型和儲(chǔ)能型三種方案。本文研究基于超級(jí)電容儲(chǔ)能方式的城市軌道交通再生制動(dòng)能量吸收利用技術(shù)。
　　 首先對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能陣列進(jìn)行了設(shè)計(jì)。介紹了超級(jí)電容的工作原理和等效電路,分析了超級(jí)電容的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；針對(duì)單體電容額定電

2、壓低的缺點(diǎn)通過串并聯(lián)方式組成了高壓大容量的儲(chǔ)能陣列,并從能量和功率兩個(gè)角度對(duì)儲(chǔ)能陣列的規(guī)模進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 超級(jí)電容端電壓波動(dòng)范圍較大,而軌道交通直流供電電網(wǎng)電壓須保持穩(wěn)定,因此需通過雙向DC/DC變換器連接超級(jí)電容儲(chǔ)能陣列和直流供電電網(wǎng)。由于采用單個(gè)變換器連接存在高壓超級(jí)電容組較難選擇和高耐壓IGBT構(gòu)成的直流變換器電磁干擾大等缺點(diǎn),本文采用了4個(gè)模塊高壓側(cè)串聯(lián)超級(jí)電容側(cè)獨(dú)立組合的模塊化儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)來分擔(dān)電壓和功率。
　　

3、 針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化模塊中的雙向DC/DC變換器,本文采用基于高壓側(cè)穩(wěn)壓超級(jí)電容側(cè)限壓穩(wěn)流控制的多通道并聯(lián)Buck/Boost拓?fù)?通過對(duì)控制策略的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了能量的雙向自由切換、接觸器閉合時(shí)序控制、開機(jī)軟啟動(dòng)和關(guān)機(jī)軟關(guān)斷、CAN通信傳輸數(shù)據(jù)等功能。通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了變換器設(shè)計(jì)和控制策略的可行性和正確性。
　　 由標(biāo)準(zhǔn)化模塊組成整體再生制動(dòng)能量吸收利用系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是串聯(lián)模塊的均壓控制。本文通過對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析強(qiáng)調(diào)了均壓控制的必要性