城市轨道交通超级电容储能系统的EMR建模与仿真

列车在加速运动的情况下,因线路自身存在的阻抗问题,会造成直流电网电压下降,引起再生能量直接反馈到直流电网中,导致电压不断上升。因此采用何种有效措施来回收再生能量,提高再生能量的使用效率,是当前急需解决的主要问题。本文主要对超级电容储能装置在城市轨道交通中的应用进行了分析,以供参考完善。

针对当前轨道交通面临的节能重大课题,阐述超级电容的工作原理、技术特点、工作模式及其在国外的应用情况;从技术和经济方面分析,探讨依靠国内力量开展城市轨道交通超级电容应用研究的前景。

在分析传统地面集中式储能系统的基础上,利用超级电容可储存大电量、快速充放电等特点,研制替代列车制动电阻的新型车载储能装置。该装置包括一次系统和二次系统。一次系统主要由断路器、igbt(绝缘栅双极晶体管)及电容器组等组成。二次系统主要为控制器,对升降压模块的igbt进行控制以及计算等。该装置能有效减少轨道交通列车牵引能耗,减少列车制动热量散发,降低隧道温升,达到节能减排的效果,同时可降低列车实际运营成本。

轨道交通车辆逐渐由从高速、重载向绿色、智能技术转型,而超级电容的高比能、高功率、长寿命的优点,使其在轨道交通车辆领域获得快速发展。从近些年超级电容在轨道交通车辆的应用出发,重点阐述了超级电容在有轨电车的牵引、制动,地铁的制动能量回收、应急牵引,混合动力动车组的牵引加速、制动等方面的技术特点及进展。

针对城轨列车在起动、制动过程中对牵引网电压造成冲击从而引起网压不稳定的问题,提出一种由超级电容与钛酸锂电池组成的混合储能系统,该混合储能系统满足城轨列车对高能量和高功率的需求。以混合储能系统的整体结构为研究对象,着重介绍了预充电回路的设计与仿真验证,它能明显提升混合储能装置的性能以及延长使用寿命。针对该混合储能结构,提出采用综合控制策略,该策略通过控制主电路中两个双向dc/dc变换器的工作模态来实现储能单元工作在恒流充放电状态。最后仿真对比综合控制策略与传统电压电流双闭环控制策略,仿真波形对比分析表明:对于牵引机车等大容量负荷突增与突减造成的网压波动,综合控制策略能更有效、快速调节混合储能系统的充放电状态,确保牵引网压波动幅度较小,提高城轨列车的运行可靠性与稳定性。

计轴设备利用电磁感应的原理,使用感应线圈检测或检查轨道上有车和无车时的感应电动势的幅值和相位,就可以判定是否有车状态。城市轨道交通计轴仿真系统实现对轨道区段的列车的空闲或占用检测,并且将比较后的数据进行判断是否合格,具有重要意义。

提出了一种新型单相交流电压动态调节器方案,采用双半桥变换电路分别进行串联电压补偿和直流储能调节。其中超级电容组在公共直流侧的使用不仅保证了补偿电压凹陷和严重跌落所需能量,而且显著降低了储能调节变换器的启动次数和工作时间。根据不同的能量平衡方式,分析了该调节器的多模式运行方式以及串联电压补偿和直流储能控制规则。最后5kva样机的实验结果表明所提出的方案在动态电压恢复和谐波抑制方面具有良好表现。

本文根据城市轨道交通的运行特点和车辆参数提出了一种1mw阵列式飞轮储能系统,用来吸收再利用机车制动时产生的制动电能.通过对比不同类型的再生制动能量回收方式,突出飞轮储能系统应用在城市轨道交通的必要性和先进性.文中通过对某些线路进行数据测试,根据现有单台飞轮储能装置进行阵列式组合,通过产品优化以及安全计算和工程实施预判,组装出容量为1mw的阵列式飞轮储能系统,并证明了1mw阵列式飞轮储能系统在城市轨道交通应用的正确性和可实施性.

本文根据城市轨道交通的运行特点和车辆参数提出了一种1mw阵列式飞轮储能系统,用来吸收再利用机车制动时产生的制动电能。通过对比不同类型的再生制动能量回收方式,突出飞轮储能系统应用在城市轨道交通的必要性和先进性。文中通过对某些线路进行数据测试,根据现有单台飞轮储能装置进行阵列式组合,通过产品优化以及安全计算和工程实施预判,组装出容量为1mw的阵列式飞轮储能系统,并证明了1mw阵列式飞轮储能系统在城市轨道交通应用的正确性和可实施性。

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本文主要就虚拟现实技术应用的城市轨道交通视景仿真系统进行了探讨和可行性研究。提出了基于开源系统软件平台下设计实现城市轨道交通视景仿真系统的设计方法和技术手段,利用3dmax设计视景模型,opengl编写程序生成城市轨道交通视景系统,实验结果表明,应用以上方法生成的列车虚拟运行场景系统具有较好视觉效果。

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atc(automatictraincontrol)系统为列车自动控制系统,包括ats(auto-matictrainsupervision,列车自动监控)、atp(automatictrainprotection,列车自动防护)和ato(automatictrainoperation,列车自动驾驶)三个子系统,广泛应用于城市轨道交通中。本文在介绍ato系统的工作环境、南京地铁设备组成和控制方式的基础上,分析ato系统仿真平台的功能和结构,以便于系统技术的推广,便于教学、研究。

介绍列车自动运行仿真系统(satm)中数据库存储模块、列车自动监控核心部件、列车运行仿真和列车调度终端系统的功能特点，给出该系统结构框架。

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论述城市轨道交通调度指挥仿真系统是提高调度员应急处理能力、保证轨道交通安全运行的必要技术手段。通过对城市轨道交通调度仿真系统的需求及其在国内应用的分析,提出城市轨道交通调度指挥仿真系统的总体功能需求、硬件和软件实现方案。

北京纵横机电技术开发公司一直致力轨道交通牵引产品的研究与开发工作,并且在高速铁路牵引、辅助系统等方面积累了丰富的产品研发、生产及装车运营经验。目前已经建成并投入运用的城轨牵引传动系统地面联调试验台、辅助变流器型式试验台、控制系统半实物仿真试验台等为城轨牵引、辅助系统研制提供了多种开发试验手段,具备了各

本文分析了典型城市轨道交通能量回馈系统的重要性,选取高压型回馈型能量回馈系统作为研究模型,阐述了该模型的结构框图,最后详细介绍了matlab建模的实现思路.

作为城市轨道交通牵引供电系统的核心--机车牵引传动系统,对其进行合理的建模研究具有极其重要的意义。搭建了机车牵引传动系统模型,对牵引和制动特性进行分析,采用2c4m架控驱动方式,重点对牵引传动控制系统进行建模,给出了详细的转速控制器和基于转子磁场定向的矢量控制方法,并根据某线路的实际参数,计算交流机车负载转矩。最后通过计算结果与仿真结果的对比,验证了牵引供电系统模型及控制策略的正确性。

介绍了dc(直流)供电模型,利用该模型开发了用于求解列车电压电流的仿真系统,在该系统中建立了供电网络结构,构造了矩阵方程,并对方程组进行了求解,最后通过具体的案例给出了牵引供电仿真计算的结果。该模型下求得的电压电流可以为反推计算列车的牵引力,以及确定变电所的合理布置提供一种经济、有效的实验方法。

讨论了城市轨道交通直流牵引供电系统的运行仿真数学模型和计算方法。运行仿真基于节点导纳矩阵方程的迭代求解,采用了lu三角分解法。运用borlandc++builder6.0编制了仿真程序,并结合北京地铁1号线给出了仿真计算结果。

基于电路理论和cad技术,详细阐述了一种适合于城市轨道交通牵引供电系统的仿真分析法。这种方法不仅能为城市轨道交通的新建和扩建方案的论证、设计提供分析数据,而且还可以对牵引变电站供电系统的技术参数进行计算与校核。本文提出的仿真分析法,已成功地应用于上海地铁一号线、二号线、东方明珠线的牵引供电系统的研究,其结论与国外咨询设计公司所提供的结果十分吻合。