混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的城軌列車(chē)采用基于閾值控制的電壓電流雙閉環(huán)控制策略時(shí),制動(dòng)階段電壓外環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度過(guò)慢,并且當(dāng)列車(chē)功率需求減小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)能量循環(huán)。針對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度過(guò)慢的問(wèn)題,提出電壓外環(huán)以空載母線電壓為參考的變?cè)鲆姹壤刂撇呗?在列車(chē)制動(dòng)階段,以空載母線電壓為參考值,根據(jù)母線電壓與空載電壓偏移量調(diào)整比例增益,抑制制動(dòng)階段電壓外環(huán)超調(diào)過(guò)大;為抑制儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部能量循環(huán),提出帶選擇性的濾波分配控制策略,在列車(chē)功率需求減小時(shí),使鋰離子電池組直接跟蹤系統(tǒng)輸入功率,進(jìn)而抑制儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部能量循環(huán),提高儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。該文采用廣州地鐵四號(hào)線實(shí)際參數(shù),搭建混合儲(chǔ)能系統(tǒng)城軌列車(chē)仿真平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了所提控制策略有效性。結(jié)果表明,所提控制策略能有效解決母線電壓超調(diào)量過(guò)大和儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部能量循環(huán)問(wèn)題。 

【文章來(lái)源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(19)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

閾值控制示意圖Fig.3Schematicdiagramofthresholdcontrol

4016電工技術(shù)學(xué)報(bào)2020年10月圖17傳統(tǒng)控制策略實(shí)驗(yàn)波形Fig.17Experimentalwaveformsoftraditionalcontrolstrategy4.2改進(jìn)控制策略實(shí)驗(yàn)及分析通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)控制策略抑制母線電壓Udc上升時(shí)超調(diào)過(guò)大以及解決混合儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率循環(huán)的有效性，其母線電壓實(shí)驗(yàn)波形和儲(chǔ)能系統(tǒng)電流實(shí)驗(yàn)波形如圖18所示。由圖18a可見(jiàn)，母線電壓最大值為64.05V，超調(diào)量為0.07%，較之傳統(tǒng)控制策略，下降約90%，說(shuō)明改進(jìn)型控制策略對(duì)母線電壓抑制效果更好。由圖18b可見(jiàn)，改進(jìn)型控制策略在城軌列車(chē)運(yùn)行和電氣回饋制動(dòng)時(shí)，能有效避免儲(chǔ)能元件之間的能量循環(huán)、降低內(nèi)部損耗、增大整體系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。圖18改進(jìn)型控制策略實(shí)驗(yàn)波形Fig.18Experimentalwaveformsofimprovedcontrolstrategy5結(jié)論本文針對(duì)混合儲(chǔ)能城軌交通供電系統(tǒng)采用基于閾值控制的電壓電流雙閉環(huán)和濾波分配法控制策略時(shí)，在城軌列車(chē)制動(dòng)暫態(tài)過(guò)程存在超調(diào)過(guò)大、惰行及制動(dòng)過(guò)程存在儲(chǔ)能元件之間能量循環(huán)問(wèn)題，提出變?cè)鲆婵刂撇呗院透倪M(jìn)型功率分配控制策略，并搭建整體控制仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證所提控制策略對(duì)抑制母線電壓、降低系統(tǒng)內(nèi)部能量循環(huán)的可行性與有效性。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的變?cè)鲆婵刂撇呗院透倪M(jìn)型功率分配策略具有如下優(yōu)勢(shì)：1）較之傳統(tǒng)基于閾值控制的雙閉環(huán)控制策略，變?cè)鲆婵刂萍涌祀妷和猸h(huán)比例環(huán)節(jié)動(dòng)作時(shí)間，使其比傳統(tǒng)控制策略提前4s消除超調(diào)，且母線電壓超調(diào)量下降約90%，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，使混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)母線電壓上升有更強(qiáng)的限制能力。2）改進(jìn)型濾波分配策略解決了傳統(tǒng)濾波分配法無(wú)法對(duì)系統(tǒng)需求功率的判斷、選擇問(wèn)題，有效避免?

4016電工技術(shù)學(xué)報(bào)2020年10月圖17傳統(tǒng)控制策略實(shí)驗(yàn)波形Fig.17Experimentalwaveformsoftraditionalcontrolstrategy4.2改進(jìn)控制策略實(shí)驗(yàn)及分析通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)控制策略抑制母線電壓Udc上升時(shí)超調(diào)過(guò)大以及解決混合儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率循環(huán)的有效性，其母線電壓實(shí)驗(yàn)波形和儲(chǔ)能系統(tǒng)電流實(shí)驗(yàn)波形如圖18所示。由圖18a可見(jiàn)，母線電壓最大值為64.05V，超調(diào)量為0.07%，較之傳統(tǒng)控制策略，下降約90%，說(shuō)明改進(jìn)型控制策略對(duì)母線電壓抑制效果更好。由圖18b可見(jiàn)，改進(jìn)型控制策略在城軌列車(chē)運(yùn)行和電氣回饋制動(dòng)時(shí)，能有效避免儲(chǔ)能元件之間的能量循環(huán)、降低內(nèi)部損耗、增大整體系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。圖18改進(jìn)型控制策略實(shí)驗(yàn)波形Fig.18Experimentalwaveformsofimprovedcontrolstrategy5結(jié)論本文針對(duì)混合儲(chǔ)能城軌交通供電系統(tǒng)采用基于閾值控制的電壓電流雙閉環(huán)和濾波分配法控制策略時(shí)，在城軌列車(chē)制動(dòng)暫態(tài)過(guò)程存在超調(diào)過(guò)大、惰行及制動(dòng)過(guò)程存在儲(chǔ)能元件之間能量循環(huán)問(wèn)題，提出變?cè)鲆婵刂撇呗院透倪M(jìn)型功率分配控制策略，并搭建整體控制仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證所提控制策略對(duì)抑制母線電壓、降低系統(tǒng)內(nèi)部能量循環(huán)的可行性與有效性。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的變?cè)鲆婵刂撇呗院透倪M(jìn)型功率分配策略具有如下優(yōu)勢(shì)：1）較之傳統(tǒng)基于閾值控制的雙閉環(huán)控制策略，變?cè)鲆婵刂萍涌祀妷和猸h(huán)比例環(huán)節(jié)動(dòng)作時(shí)間，使其比傳統(tǒng)控制策略提前4s消除超調(diào)，且母線電壓超調(diào)量下降約90%，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，使混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)母線電壓上升有更強(qiáng)的限制能力。2）改進(jìn)型濾波分配策略解決了傳統(tǒng)濾波分配法無(wú)法對(duì)系統(tǒng)需求功率的判斷、選擇問(wèn)題，有效避免?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有軌電車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)能量交互型管理策略與容量配置協(xié)同優(yōu)化研究[J]. 王玙,楊中平,李峰,安星錕,林飛.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]有軌電車(chē)車(chē)載混合儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)比例分配策略[J]. 王玙,楊中平,林飛,李峰,安星錕.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[3]采用二階濾波的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)功率分配方法[J]. 李學(xué)斌,劉建偉.  電網(wǎng)技術(shù). 2019(05)
[4]基于超級(jí)電容蓄能的永磁同步海上風(fēng)電低電壓穿越研究[J]. 劉詩(shī)涵,周羽生,許振華,陳輝,劉超智,周順.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(05)
[5]基于加速時(shí)間預(yù)測(cè)的現(xiàn)代有軌電車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理與容量配置優(yōu)化研究[J]. 諸斐琴,楊中平,林飛,夏歡.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(23)
[6]基于列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的城軌超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置控制策略[J]. 夏歡,楊中平,楊志鴻,林飛,李旭陽(yáng).  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(21)
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[8]基于Z源變換器的電動(dòng)汽車(chē)超級(jí)電容-電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)[J]. 胡斯登,梁梓鵬,范棟琦,周晶,何湘寧.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(08)
[9]基于動(dòng)態(tài)閾值調(diào)節(jié)的城軌交通超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略研究[J]. 趙亞杰,夏歡,王俊興,楊中平,林飛.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(14)
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碩士論文
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[2]城市軌道交通地面型超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 鄧文豪.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2010



本文編號(hào)：3611280