隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的不斷進步,以高速、重載為代表的電氣化鐵路得到了快速發(fā)展,列車的運行速度與發(fā)車密度也顯著提升。列車在制動過程中優(yōu)先采用再生制動,會產(chǎn)生大量再生制動能,由于這部分能量包含大量諧波以及負序分量,電力部門對這部分能量采取了懲罰性收費,增加了鐵路部門的運營成本。因此本文提出一種采用RPC(Railway Power Conditioner,鐵路功率調(diào)節(jié)器)與混合儲能裝置相結(jié)合的電氣化鐵路再生制動能量存儲方案,著重對其控制策略以及混合儲能裝置容量配置問題進行研究,對提高電氣化鐵路再生制動能量利用率,降低鐵路運營成本具有十分重要的意義。首先,研究電力機車的再生制動技術(shù),分析再生制動能量來源,并針對耗能型、饋能型、儲能型三種再生制動能量回收利用技術(shù),分別就其工作原理、技術(shù)可行性以及能量利用率等方面的優(yōu)劣性進行對比分析,根據(jù)對比分析結(jié)果,選擇儲能型能量利用方案,提出電氣化鐵路再生制動能量存儲系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)主要由牽引供電系統(tǒng)、RPC、混合儲能裝置三部分組成。重點分析RPC的工作原理,在構(gòu)建RPC等效數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,研究RPC對負序電流的補償原理,然后分析幾種雙向DC-...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 再生制動能研究現(xiàn)狀
        1.2.1 城市軌道交通
        1.2.2 交流電氣化鐵路
    1.3 蓄電池與超級電容混合儲能的研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
2 再生制動能量回收利用技術(shù)
    2.1 電氣化鐵路再生制動技術(shù)基本原理
    2.2 再生制動能量回收利用方案分析
        2.2.1 耗能型
        2.2.2 直接回饋型
        2.2.3 獨立站點回饋型
        2.2.4 儲能型
    2.3 小結(jié)
3 電氣化鐵路混合儲能系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)
    3.1 拓撲結(jié)構(gòu)
    3.2 RPC結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.2.1 RPC結(jié)構(gòu)
        3.2.2 RPC補償過程分析
        3.2.3 RPC等效電路
    3.3 雙向DC-DC變換器結(jié)構(gòu)及原理
        3.3.1 雙向DC-DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)
        3.3.2 雙向DC-DC變換器工作原理
    3.4 儲能介質(zhì)的選擇
    3.5 小結(jié)
4 電氣化鐵路混合儲能系統(tǒng)控制策略
    4.1 電氣化鐵路能量傳輸特性分析
    4.2 儲能型RPC控制策略
        4.2.1 儲能型RPC補償原理
        4.2.2 儲能型RPC控制策略
    4.3 儲能裝置控制方法
        4.3.1 儲能裝置控制方式
        4.3.2 儲能介質(zhì)功率分配
    4.4 仿真分析
        4.4.1 仿真條件
        4.4.2 仿真結(jié)果
    4.5 小結(jié)
5 電氣化鐵路混合儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化配置
    5.1 電氣化鐵路負荷特性分析
    5.2 基于VMD分解的混合儲能功率分配方法
        5.2.1 變分模態(tài)分解
        5.2.2 VMD應(yīng)用于混合儲能功率配置
    5.3 混合儲能裝置容量配置
        5.3.1 額定功率
        5.3.2 額定容量
        5.3.3 混合儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性評估
    5.4 算例分析
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3845852