城軌交通超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)在線優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、地面式超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)列車(chē)再生制動(dòng)能量的回收及利用，對(duì)于減小列車(chē)運(yùn)行能耗有著顯著作用。在超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，牽引供電系統(tǒng)空載電壓的波動(dòng)和列車(chē)發(fā)車(chē)間隔的變化會(huì)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)再生制動(dòng)能量的回收利用效果產(chǎn)生影響。本文在傳統(tǒng)的固定充放電閾值控制策略基礎(chǔ)上，從配置有儲(chǔ)能系統(tǒng)的牽引供電系統(tǒng)以及列車(chē)運(yùn)行角度分析，分析了節(jié)能效果的影響因素，并考慮列車(chē)再生制動(dòng)特性及發(fā)車(chē)間隔變化等情況，對(duì)地面式超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的控

2、制策略進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　首先，本文建立了牽引供電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括牽引變電所、牽引網(wǎng)、列車(chē)和超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)等部分，尤其是列車(chē)模型考慮了制動(dòng)電阻特性。以北京地鐵八通線的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了算例分析，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了列車(chē)制動(dòng)特性、發(fā)車(chē)間隔、整流機(jī)組輸出外特性等因素對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)節(jié)能效果的影響，其中列車(chē)制動(dòng)特性影響儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)再生制動(dòng)能量的回收效果，牽引供電系統(tǒng)空載電壓的波動(dòng)影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量釋放效

3、果，并給出了充放電閾值的推薦設(shè)置范圍，通過(guò)仿真驗(yàn)證了分析的有效性。
　　基于儲(chǔ)能系統(tǒng)最大節(jié)能化的控制目標(biāo)，考慮到離線控制參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的不足之處，本文提出了一種基于運(yùn)行狀態(tài)的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)在線優(yōu)化控制策略。該策略包括離線優(yōu)化與在線閾值調(diào)整兩個(gè)部分:采用結(jié)合遺傳算法與城軌交通供電系統(tǒng)仿真平臺(tái)求解出不同發(fā)車(chē)間隔下對(duì)應(yīng)的最優(yōu)閾值控制參數(shù)。在線優(yōu)化算法以離線優(yōu)化參數(shù)作為輸入值并對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)和整流機(jī)組的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，依據(jù)閾值優(yōu)