城轨飞轮储能式再生制动能量利用装置的仿真与系统设计

发布时间：2023-02-05 18:08

　　随着我国城市人口的不断增长,为了解决城市人群出行不便的难题,城市轨道交通作为一种高效环保、快速安全且不占用城市地面空间的解决方案在我国被广泛的应用,大部分一二线城市相继建设了地铁、有轨电车或轻轨等公共交通。由于城市轨道交通的站间距短、车辆速度快及牵引制动频繁、制动能量大等特点,有很大的再生制动能量可以利用。对于再生制动能量利用装置,飞轮储能装置具有寿命长、能量密度大等特点,近几年成为国内外研究的热点。本文主要对牵引供电系统中飞轮储能装置进行建模,并设计软件实现含储能装置的城市轨道交通系统仿真。本文说明研究再生制动能量利用的意义,分析了三种再生制动能量利用装置的优劣及飞轮储能装置国内外研究现状。明确了储能式再生能量利用装置是未来的方向,但其在城市轨道交通仿真软件中的应用相对较少。通过分析城市轨道牵引供电系统中整流机组、列车及牵引网络模型及列车运行图法,为建立飞轮储能装置在直流牵引供电系统中的模型打下基础。针对飞轮储能装置在轨道交通的模型,根据传统飞轮外特性且考虑飞轮储能装置与整流机组间得配合,提出理想电压源和恒功率源并存的通用模型。同时,根据该模型的特点提出了新的状态控制策略。最后,在V...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 城市轨道交通再生制动能量利用装置
        1.2.1 .电阻消耗型
        1.2.2 .逆变回馈型
        1.2.3 .储能型
    1.3 储能装置国内外研究现状
    1.4 本文主要内容
第2章 城市轨道供电系统建模与仿真
    2.1 牵引变电所数学模型
        2.1.1 多折线整流机组模型
        2.1.2 恒电压源、内阻整流机组模型
    2.2 列车模型
    2.3 牵引网模型
    2.4 直流供电计算
    2.5 本章小结
第3章 飞轮储能系统的建模与仿真
    3.1 飞轮储能装置基本结构
    3.2 飞轮储能装置工作原理
    3.3 飞轮三相永磁同步电机数学模型
        3.3.1 Clark变换和Park变换
        3.3.2 d- q标系下三相永磁同步电机数学模型
    3.4 飞轮储能装置simulink仿真
        3.4.1 控制器设计
        3.4.2 仿真结果
    3.5 飞轮储能系统外特性模型及计算
        3.5.1 外特性模型
        3.5.2 含飞轮储能装置的牵引供电计算
        3.5.3 状态控制策略
    3.6 本章小结
第4章 直流牵引供电仿真软件中储能模块的开发
    4.1 软件整体框架
    4.2 储能模块设计
        4.2.1 .输入设计
        4.2.2 .计算设计
        4.2.3 .输出设计
    4.3 仿真算例
        4.3.1 牵引计算
        4.3.2 直流供电仿真
        4.3.3 参数设计与节能评估
    4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3735440