本文關(guān)鍵詞：基于混合粒子群算法的城軌交通超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理和容量配置優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：城市軌道交通在我國正處于高速發(fā)展階段,與其他交通方式相比它具有運(yùn)量大、準(zhǔn)點(diǎn)安全、節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)。如何有效利用城軌列車再生制動(dòng)能量,降低牽引變電站輸出能耗,以及如何改善直流網(wǎng)壓波動(dòng),保證列車牽引制動(dòng)性能等問題,已成為國內(nèi)外城軌交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)具有功率密度高、循環(huán)壽命長、能量管理方便等優(yōu)點(diǎn),將其應(yīng)用于城軌交通供電系統(tǒng)中會(huì)帶來良好的節(jié)能穩(wěn)壓效果。基于此背景,本文針對城軌線路多套地面式超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理策略和容量配置的優(yōu)化問題展開研究。論文首先詳細(xì)分析了城軌列車、牽引變電站、超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)三者的工作原理和特性,為后文超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理策略和容量配置的優(yōu)化研究提供理論基礎(chǔ)。由于典型直流電壓雙環(huán)控制策略的不足,論文提出了一種基于空載電壓和SOC(state of charge)的動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略。該能量管理策略基于超級電容模組端電壓和24脈波整流機(jī)組網(wǎng)側(cè)電壓,通過動(dòng)態(tài)調(diào)整超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電閾值,不僅可以有效防止空載電壓波動(dòng)帶來的影響,還可以協(xié)調(diào)管理多套超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng),在整體上提高所有超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的節(jié)能穩(wěn)壓效果。論文通過仿真驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略在多種列車運(yùn)行工況下的有效性。為了定性和定量地分析超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)在不同能量管理策略和容量配置方案下對直流供電網(wǎng)的影響及節(jié)能穩(wěn)壓效果,論文基于實(shí)際的城軌交通供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理,對包含超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的城軌交通供電網(wǎng)各模塊進(jìn)行建模,搭建了多站、多車、多套超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)之間相互耦合的城軌交通供電系統(tǒng)仿真平臺(tái)。論文提出了一種結(jié)合混合粒子群算法和城軌交通供電系統(tǒng)仿真平臺(tái)的優(yōu)化方法,并詳細(xì)闡述了目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算方式和混合粒子群算法的改進(jìn)原理。該優(yōu)化方法針對不同的城軌線路以及不同優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),可以同時(shí)優(yōu)化得到超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)最優(yōu)的能量管理策略參數(shù)和容量配置方案。最后論文對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)。論文搭建了城軌交通供電網(wǎng)雙儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可以模擬多站多車以及不同超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的能量流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略在牽引變電站不同空載電壓以及列車不同運(yùn)行工況下的有效性。
【關(guān)鍵詞】：超級電容 城市軌道交通 能量管理策略 容量配置 動(dòng)態(tài)閾值 空載電壓 SOC 經(jīng)濟(jì)效率 電壓改善率 混合粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U223;TM53
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景與意義12-14
• 1.2 地面式超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 地面式超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理策略研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 地面式超級電容容量配置研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 論文的主要內(nèi)容18-20
• 2 含超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的城軌交通供電系統(tǒng)及特性20-30
• 2.1 城軌列車20-23
• 2.1.1 牽引/制動(dòng)特性20-22
• 2.1.2 列車能耗計(jì)算22-23
• 2.1.3 列車制動(dòng)限流特性23
• 2.2 牽引變電站23-26
• 2.2.1 24脈波整流機(jī)組空載電壓特性23-25
• 2.2.2 24脈波整流機(jī)組輸出外特性25-26
• 2.3 超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)26-29
• 2.3.1 超級電容器26-28
• 2.3.2 雙向DC/DC變換器及工作原理28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 基于空載電壓和SOC的動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略30-48
• 3.1 傳統(tǒng)雙環(huán)能量管理策略分析30-32
• 3.2 基于空載電壓和SOC的動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略32-37
• 3.2.1 動(dòng)態(tài)閾值計(jì)算模塊32-36
• 3.2.2 SOC限制模塊36-37
• 3.3 仿真對比及分析37-47
• 3.3.1 仿真模型及參數(shù)37-38
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析38-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 含超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的城軌交通供電系統(tǒng)仿真平臺(tái)48-58
• 4.1 仿真平臺(tái)概述48-49
• 4.2 直流供電網(wǎng)潮流解析模塊49-52
• 4.2.1 城軌列車模型50
• 4.2.2 牽引變電站模型50-51
• 4.2.3 線路阻抗模型51-52
• 4.2.4 超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)模型52
• 4.3 仿真平臺(tái)輸出結(jié)果52-56
• 4.3.1 參數(shù)輸入52-53
• 4.3.2 輸出結(jié)果53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 5 基于混合粒子群算法同時(shí)優(yōu)化能量管理參數(shù)和容量配置58-72
• 5.1 優(yōu)化方法原理58-59
• 5.2 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)59-63
• 5.2.1 濟(jì)效率(e%)59-62
• 5.2.2 電壓改善率(v%)62
• 5.2.3 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)(ObjV)62-63
• 5.3 改進(jìn)的混合粒子群算法63-66
• 5.3.1 混合粒子群算法改進(jìn)原理63-65
• 5.3.2 混合粒子群算法優(yōu)化設(shè)置65-66
• 5.4 優(yōu)化結(jié)果分析66-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 城軌交通供電網(wǎng)雙儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)72-84
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)72-76
• 6.1.1 牽引變電站模擬系統(tǒng)73-74
• 6.1.2 列車模擬系統(tǒng)74-75
• 6.1.3 超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)75-76
• 6.2 動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)76-82
• 6.2.1 列車負(fù)載電流模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證76-77
• 6.2.2 空載電壓波動(dòng)下的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-79
• 6.2.3 雙儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證79-82
• 6.3 本章小結(jié)82-84
• 7 總結(jié)與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 今后研究工作展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 作者簡歷90-94
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集94

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  本文關(guān)鍵詞：基于混合粒子群算法的城軌交通超級電容儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理和容量配置優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：483140