基于超級(jí)電容儲(chǔ)能的新型有軌電車供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-11-12 13:45
隨著城市交通的不斷發(fā)展,環(huán)境友好的現(xiàn)代新型有軌電車作為城市綜合交通發(fā)展戰(zhàn)略框架中的重要組成部分,在限制小汽車的使用和實(shí)現(xiàn)城市道路資源優(yōu)化配置中扮演著重要的角色,尤其是無(wú)蛛式架空網(wǎng)供電的儲(chǔ)能式100%低地板有軌電車在凈空要求高的區(qū)域備受青睞。然而,如何安全快速的給儲(chǔ)能式有軌電車充電,確保發(fā)車間隔,進(jìn)而研究出基于超級(jí)電容儲(chǔ)能的新型有軌電車供電系統(tǒng)具有重要的意義。因此,本文以廣州某有軌電車項(xiàng)目為背景,研究設(shè)計(jì)了“12脈波整流器+多重DC/DC變換器”的成套充電裝置,并通過仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。針對(duì)該充電裝置的研究設(shè)計(jì),主要完成了以下研究工作:首先分析了廣州某有軌電車項(xiàng)目的線路條件和車輛運(yùn)行條件,利用牽引仿真計(jì)算估算了車載超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置的容量,通過超級(jí)電容單體的串并聯(lián)組成了超級(jí)電容器組模塊,得到了超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。然后分析車載超級(jí)電容參數(shù)和車輛運(yùn)行條件,確定了充電裝置的技術(shù)參數(shù),設(shè)計(jì)了“12脈波整流器+基于載波移相的八重DC/DC變換器”的充電裝置。并在MATLAB/Simulink中搭建了成套充電裝置的系統(tǒng)仿真模型,仿真了上下行車輛在不同條件下進(jìn)出站時(shí)的充電電壓電流波形以及交...
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容
第2章 車載超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置容量估算及數(shù)學(xué)模型
2.1 有軌電車運(yùn)行線路條件和車輛條件
2.2 有軌電車牽引特性及能耗分析
2.3 有軌電車能耗仿真計(jì)算
2.4 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)電容容量確定
2.5 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)配置方式及其數(shù)學(xué)模型
2.5.1 用于儲(chǔ)能式有軌電車的超級(jí)電容的特點(diǎn)
2.5.2 超級(jí)電容串并聯(lián)方案
2.5.3 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.6 本章小結(jié)
第3章 成套充電裝置的結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
3.1 成套裝置的主要參數(shù)和系統(tǒng)構(gòu)成
3.1.1 主要技術(shù)參數(shù)
3.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2 整流機(jī)組設(shè)計(jì)分析
3.2.1 整流變壓器
3.2.2 整流機(jī)組的結(jié)構(gòu)及參數(shù)
3.2.3 整流機(jī)組仿真分析
3.3 DC/DC斬波器設(shè)計(jì)
3.3.1 單支路BUCK變換器建模分析
3.3.2 基于載波移向的八重BUCK變換器的結(jié)構(gòu)及其控制器設(shè)計(jì)
3.3.3 DC/DC變換器仿真分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 成套充電裝置的系統(tǒng)聯(lián)合仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 車輛進(jìn)出站充電控制系統(tǒng)
4.1.1 中間直流網(wǎng)壓建立
4.1.2 上下行分時(shí)充電功能控制
4.1.3 車輛進(jìn)出站充電邏輯控制
4.2 系統(tǒng)聯(lián)合仿真
4.2.1 系統(tǒng)模型
4.2.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
4.3 試驗(yàn)臺(tái)搭建
4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.4.1 上下行車輛進(jìn)出站充電模擬試驗(yàn)
4.4.2 輸出充電電能質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果
4.4.3 交流側(cè)輸入電能質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 有軌電車充電裝置上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件通訊架構(gòu)
5.1.1 硬件結(jié)構(gòu)
5.1.2 系統(tǒng)通訊架構(gòu)
5.2 PLC程序設(shè)計(jì)
5.2.1 程序架構(gòu)
5.2.2 上位機(jī)通信子程序
5.2.3 隔離開關(guān)控制子程序和面板燈控制子程序
5.3 基于OPC站的PC機(jī)與PLC實(shí)時(shí)通訊組態(tài)設(shè)計(jì)
5.3.1 OPC簡(jiǎn)介
5.3.2 組態(tài)設(shè)計(jì)
5.4 LabVIEW通過OPC訪問PLC寄存器及其通訊優(yōu)化
5.5 LabVIEW上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
5.5.1 電氣狀態(tài)圖和運(yùn)行參數(shù)顯示
5.5.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和故障查詢
5.5.3 實(shí)時(shí)曲線顯示和歷史曲線回放
5.5.4 系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置
5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)車輛磁懸浮飛輪儲(chǔ)能雙向變換器的死區(qū)補(bǔ)償[J]. 周熙煒,李耀華,汪貴平,陳金平. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[2]獨(dú)立光伏系統(tǒng)中超級(jí)電容儲(chǔ)能充電技術(shù)的研究[J]. 易桂平,胡仁杰,劉千杰. 電工電氣. 2014(07)
[3]城市軌道交通接觸軌電分段設(shè)置方式與改進(jìn)建議[J]. 胡懿洲. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2014(06)
[4]列車車載蓄電池組參數(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)[J]. 李寧,徐冠基,張志強(qiáng),王騰,秦毅. 中國(guó)測(cè)試. 2014(01)
[5]電磁感應(yīng)輸電技術(shù)在有軌電車上的應(yīng)用[J]. 李林. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2013(04)
[6]飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)放電模式下的非線性控制算法[J]. 王楠,李永麗,張瑋亞,常曉勇,薛薇. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(19)
[7]第三軌供電列車高壓母線電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J]. 林浩,程永誼,曹俊. 機(jī)車電傳動(dòng). 2013(02)
[8]動(dòng)力型超級(jí)電容器應(yīng)用研發(fā)[J]. 阮殿波,王成揚(yáng),聶加發(fā). 電力機(jī)車與城軌車輛. 2012(05)
[9]接觸軌斷口設(shè)置與車輛編組形式及車輛受流的關(guān)系分析與建議[J]. 駱海坤. 鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì). 2011 (05)
[10]飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張維煜,朱熀秋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(07)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]混合動(dòng)力列車復(fù)合電源系統(tǒng)的研究[D]. 彭然.西南交通大學(xué) 2014
[2]軌道交通無(wú)接觸供電磁路耦合環(huán)節(jié)研究[D]. 付純菲.西南交通大學(xué) 2014
[3]軌道交通無(wú)接觸供電變流器研究[D]. 鄧惠文.西南交通大學(xué) 2014
[4]軌道交通列車車載動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 何文輝.北京交通大學(xué) 2014
[5]地鐵儲(chǔ)能系統(tǒng)中超級(jí)電容電壓均衡問題的研究[D]. 莊怡倩.南京航空航天大學(xué) 2014
[6]高速磁浮列車無(wú)接觸式受流系統(tǒng)的研究[D]. 薛琦.西南交通大學(xué) 2013
[7]基于Labview的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)[D]. 鄧濤.華中科技大學(xué) 2013
[8]基于超級(jí)電容的地鐵再生制動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制[D]. 朱紅衛(wèi).中南大學(xué) 2012
[9]基于LabVIEW的污水處理控制系統(tǒng)及軟測(cè)量建模研究[D]. 賈巖.江南大學(xué) 2012
[10]地鐵整流機(jī)組的諧波仿真與分析[D]. 張紀(jì)利.北京郵電大學(xué) 2012
本文編號(hào):3706479
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容
第2章 車載超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置容量估算及數(shù)學(xué)模型
2.1 有軌電車運(yùn)行線路條件和車輛條件
2.2 有軌電車牽引特性及能耗分析
2.3 有軌電車能耗仿真計(jì)算
2.4 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)電容容量確定
2.5 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)配置方式及其數(shù)學(xué)模型
2.5.1 用于儲(chǔ)能式有軌電車的超級(jí)電容的特點(diǎn)
2.5.2 超級(jí)電容串并聯(lián)方案
2.5.3 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.6 本章小結(jié)
第3章 成套充電裝置的結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
3.1 成套裝置的主要參數(shù)和系統(tǒng)構(gòu)成
3.1.1 主要技術(shù)參數(shù)
3.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2 整流機(jī)組設(shè)計(jì)分析
3.2.1 整流變壓器
3.2.2 整流機(jī)組的結(jié)構(gòu)及參數(shù)
3.2.3 整流機(jī)組仿真分析
3.3 DC/DC斬波器設(shè)計(jì)
3.3.1 單支路BUCK變換器建模分析
3.3.2 基于載波移向的八重BUCK變換器的結(jié)構(gòu)及其控制器設(shè)計(jì)
3.3.3 DC/DC變換器仿真分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 成套充電裝置的系統(tǒng)聯(lián)合仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 車輛進(jìn)出站充電控制系統(tǒng)
4.1.1 中間直流網(wǎng)壓建立
4.1.2 上下行分時(shí)充電功能控制
4.1.3 車輛進(jìn)出站充電邏輯控制
4.2 系統(tǒng)聯(lián)合仿真
4.2.1 系統(tǒng)模型
4.2.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
4.3 試驗(yàn)臺(tái)搭建
4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.4.1 上下行車輛進(jìn)出站充電模擬試驗(yàn)
4.4.2 輸出充電電能質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果
4.4.3 交流側(cè)輸入電能質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 有軌電車充電裝置上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件通訊架構(gòu)
5.1.1 硬件結(jié)構(gòu)
5.1.2 系統(tǒng)通訊架構(gòu)
5.2 PLC程序設(shè)計(jì)
5.2.1 程序架構(gòu)
5.2.2 上位機(jī)通信子程序
5.2.3 隔離開關(guān)控制子程序和面板燈控制子程序
5.3 基于OPC站的PC機(jī)與PLC實(shí)時(shí)通訊組態(tài)設(shè)計(jì)
5.3.1 OPC簡(jiǎn)介
5.3.2 組態(tài)設(shè)計(jì)
5.4 LabVIEW通過OPC訪問PLC寄存器及其通訊優(yōu)化
5.5 LabVIEW上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
5.5.1 電氣狀態(tài)圖和運(yùn)行參數(shù)顯示
5.5.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和故障查詢
5.5.3 實(shí)時(shí)曲線顯示和歷史曲線回放
5.5.4 系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置
5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)車輛磁懸浮飛輪儲(chǔ)能雙向變換器的死區(qū)補(bǔ)償[J]. 周熙煒,李耀華,汪貴平,陳金平. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[2]獨(dú)立光伏系統(tǒng)中超級(jí)電容儲(chǔ)能充電技術(shù)的研究[J]. 易桂平,胡仁杰,劉千杰. 電工電氣. 2014(07)
[3]城市軌道交通接觸軌電分段設(shè)置方式與改進(jìn)建議[J]. 胡懿洲. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2014(06)
[4]列車車載蓄電池組參數(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)[J]. 李寧,徐冠基,張志強(qiáng),王騰,秦毅. 中國(guó)測(cè)試. 2014(01)
[5]電磁感應(yīng)輸電技術(shù)在有軌電車上的應(yīng)用[J]. 李林. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2013(04)
[6]飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)放電模式下的非線性控制算法[J]. 王楠,李永麗,張瑋亞,常曉勇,薛薇. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(19)
[7]第三軌供電列車高壓母線電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J]. 林浩,程永誼,曹俊. 機(jī)車電傳動(dòng). 2013(02)
[8]動(dòng)力型超級(jí)電容器應(yīng)用研發(fā)[J]. 阮殿波,王成揚(yáng),聶加發(fā). 電力機(jī)車與城軌車輛. 2012(05)
[9]接觸軌斷口設(shè)置與車輛編組形式及車輛受流的關(guān)系分析與建議[J]. 駱海坤. 鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì). 2011 (05)
[10]飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張維煜,朱熀秋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(07)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]混合動(dòng)力列車復(fù)合電源系統(tǒng)的研究[D]. 彭然.西南交通大學(xué) 2014
[2]軌道交通無(wú)接觸供電磁路耦合環(huán)節(jié)研究[D]. 付純菲.西南交通大學(xué) 2014
[3]軌道交通無(wú)接觸供電變流器研究[D]. 鄧惠文.西南交通大學(xué) 2014
[4]軌道交通列車車載動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 何文輝.北京交通大學(xué) 2014
[5]地鐵儲(chǔ)能系統(tǒng)中超級(jí)電容電壓均衡問題的研究[D]. 莊怡倩.南京航空航天大學(xué) 2014
[6]高速磁浮列車無(wú)接觸式受流系統(tǒng)的研究[D]. 薛琦.西南交通大學(xué) 2013
[7]基于Labview的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)[D]. 鄧濤.華中科技大學(xué) 2013
[8]基于超級(jí)電容的地鐵再生制動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制[D]. 朱紅衛(wèi).中南大學(xué) 2012
[9]基于LabVIEW的污水處理控制系統(tǒng)及軟測(cè)量建模研究[D]. 賈巖.江南大學(xué) 2012
[10]地鐵整流機(jī)組的諧波仿真與分析[D]. 張紀(jì)利.北京郵電大學(xué) 2012
本文編號(hào):3706479
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3706479.html
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