基于超級電容的置地式地鐵再生制動能量回收技術(shù)研究.pdf

1、城市軌道交通通常采用的電壓等級為750V直流和1500V直流。針對軌道機車制動能量回收再利用的問題，通過在直流電網(wǎng)上安裝超級電容儲能裝置，可以提高能量的利用率，并穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。超級電容儲能系統(tǒng)分為車載式和置地式。目前針對750V直流電網(wǎng)的置地式超級電容儲能系統(tǒng)的研究較為成熟。本文內(nèi)容為針對1500V直流供電系統(tǒng)的基于超級電容的置地式地鐵制動能量回收裝置的研究。
　　地鐵制動能量回收裝置包括超級電容儲能模塊和高壓大功率雙向DC-DC

2、變換器。本文首先分析了用于地鐵制動能量回收的置地式儲能系統(tǒng)的設計要求，通過對多種儲能系統(tǒng)設計方案的綜合比較，確定了置地式地鐵制動能量回收系統(tǒng)的設計方案。
　　基于系統(tǒng)的設計方案，采用兩組雙向BUCK/BOOST變換器高壓側(cè)串聯(lián)低壓側(cè)獨立的功率電路結(jié)構(gòu)。本文從理論計算和實驗驗證兩個方面對比了多通道雙向BUCK/BOOST變換器的交錯并聯(lián)和同步并聯(lián)兩種控制方式的優(yōu)缺點。為了解決串聯(lián)變換器電壓均衡問題，本文采用了中點電壓均衡控制，結(jié)合系

3、統(tǒng)的能量管理策略，使儲能系統(tǒng)在儲能工作模式和釋能工作模式以及兩者切換過程中，始終能夠保持高壓側(cè)電壓均衡。
　　根據(jù)地鐵機車制動/啟動的能量的波動過程和地鐵線路機車的運行情況，優(yōu)化設計了超級電容組容量，并且設計了組合式超級電容電壓均衡方案。為了能夠滿足超級電容初次初次充電的要求，本文還設計了超級電容恒流初充電電路，并分析了該電路的性能。
　　本文研究了一種超級電容能量管理策略，根據(jù)地鐵直流電網(wǎng)電壓和超級電容荷電狀態(tài)，自動調(diào)整儲