地鐵再生制動(dòng)能量回饋?zhàn)兞髌餮兄?pdf

1、地鐵站間距較短，導(dǎo)致列車頻繁啟停，地鐵列車再生制動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的能量。隨著國(guó)內(nèi)地鐵的運(yùn)營(yíng)線路的增多，如何利用再生制動(dòng)能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、改善環(huán)境已經(jīng)成為軌道交通普遍關(guān)注的問(wèn)題。目前，較為普遍的做法是配備車載電阻或者地面電阻將電能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，造成了能源浪費(fèi)，同時(shí)增加了隧道的溫度，需要增加通風(fēng)量來(lái)降低溫度，從而增加了附加損耗。再生能量回饋?zhàn)兞髌髂軌驅(qū)⒃偕苿?dòng)能量返送到牽引交流電網(wǎng)，供其他設(shè)備利用，是再生能量利用的一種主要方式。本文

2、結(jié)合科研項(xiàng)目，研制用于地鐵的大功率能饋?zhàn)兞髌鳌?br>　　數(shù)學(xué)模型分析及主電路設(shè)計(jì)。首先建立了兩電平能饋?zhàn)兞髌鞯脑谌囔o止及同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下對(duì)PWM變流器進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)地鐵現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求，針對(duì)由兩臺(tái)容量為1MW的PWM變流器及一臺(tái)次邊雙繞組變壓器構(gòu)成的大功率再生制動(dòng)能量逆變回饋裝置，完成了主電路中功率組件、交流電感和直流支撐電容的設(shè)計(jì)與選型，并對(duì)三相電壓型PWM變流器的濾波器的進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)

3、計(jì)。
　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真。采用基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓電流雙閉環(huán)控制和空間矢量調(diào)制方案，設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制參數(shù)，并利用MATLAB對(duì)主電路參數(shù)及控制方法進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)仿真分析。靜態(tài)仿真時(shí)，分別針對(duì)單位功率因數(shù)、感性無(wú)功和容性無(wú)功不同工況下的輸入、輸出電流及電壓特征進(jìn)行分析;動(dòng)態(tài)仿真時(shí)，用可控電壓源模擬列車牽引和制動(dòng)時(shí)引起的接觸網(wǎng)電壓變化，模擬再生能饋?zhàn)兞髌鞯恼鎸?shí)工作狀態(tài)。最后，基于FPGA+ARM雙控制芯片的主

4、控板，在FPGA中完成所有的核心控制算法、ARM中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊和管理功能。
　　試驗(yàn)驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。先基于整套再生制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)搭建了一個(gè)1MW的再生制動(dòng)能量逆變裝置的互饋試驗(yàn)平臺(tái)。在互饋試驗(yàn)中，其中一臺(tái)陪測(cè)變流器工作在整流工況，另一臺(tái)被測(cè)變流器工作在逆變工況，讓電能在兩臺(tái)變流器中環(huán)流，進(jìn)而驗(yàn)證主電路參數(shù)和控制策略。試驗(yàn)結(jié)果表明，變流器的工作效率、輸出電流諧波、溫升等性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。最后，針對(duì)能饋裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境，通過(guò)站內(nèi)