基于能量轉(zhuǎn)移的城軌交通電池儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略研究.pdf

1、城軌交通地面式電池儲(chǔ)能作為一種新型的再生制動(dòng)能量回收方式可以有效降低列車的運(yùn)行能耗，減少或避免再生失效。對于地面式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理策略的研究，多以儲(chǔ)能系統(tǒng)自身的控制為關(guān)注點(diǎn)，而本文在傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)充放電閾值控制策略的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)的角度考慮了城軌交通的動(dòng)態(tài)負(fù)載特性和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的高能量密度特性，以減小變電所峰值功率為目標(biāo)，對地面式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　論文首先詳細(xì)分析了牽引變電所、牽引網(wǎng)、列車以及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的

2、工作原理和特性，搭建了一套考慮地面式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的城軌牽引供電仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在直流供電網(wǎng)、列車與儲(chǔ)能系統(tǒng)三者能量交互下的同步潮流仿真。利用實(shí)際線路數(shù)據(jù)進(jìn)行了算例分析，分析了不同發(fā)車間隔以及儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電閾值對供電系統(tǒng)能量流動(dòng)的影響，為后文電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理策略的優(yōu)化研究提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，綜合考慮城軌交通的負(fù)載特性和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的高能量密度特性，本文提出了基于能量轉(zhuǎn)移的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)閾值能量管理策略。該策略包括充放電閾

3、值離線優(yōu)化與放電閾值在線調(diào)整兩個(gè)部分:在線調(diào)整部分根據(jù)電池的SOC(State of charge)調(diào)整放電閾值控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電量，在不影響節(jié)能效果的前提下，實(shí)現(xiàn)能量從低峰期/平峰期到高峰期的轉(zhuǎn)移，增大儲(chǔ)能系統(tǒng)在高峰期的放電量，抑制接觸網(wǎng)電壓跌落，削減變電所輸出功率峰值;離線優(yōu)化部分結(jié)合遺傳算法與城軌交通供電系統(tǒng)仿真平臺(tái)求解不同發(fā)車間隔下對應(yīng)的最優(yōu)的充放電閾值控制參數(shù)，增大儲(chǔ)能系統(tǒng)的節(jié)能效果和削峰效果。通過搭建的仿真平臺(tái)驗(yàn)證了控制策略