基于超級(jí)電容的地鐵再生制動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制.pdf

1、地鐵列車再生制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生可觀的再生電能，對這部分再生制動(dòng)能量進(jìn)行存儲(chǔ)再利用，節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，還起到穩(wěn)定直流牽引電網(wǎng)電壓的作用。隨著城市軌道建設(shè)的加快及儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，這方面的研究日益重要。
　　 首先通過對系統(tǒng)功能需求分析，確定了變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作模式。根據(jù)動(dòng)力學(xué)理論定量計(jì)算出地鐵列車再生制動(dòng)能量大小，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電容組容量和超級(jí)電容組的串并聯(lián)結(jié)方式。針對超級(jí)電容串并聯(lián)組成的超級(jí)電容陣列，設(shè)計(jì)了飛渡

2、電容電壓均衡策略。
　　 針對儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非線性、電路能量耦合等特點(diǎn)，引入能量宏觀表達(dá)法(EMR，Energetic Macroscopic Representation)對儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了建模，使得模型中物理量之間的相互關(guān)系更加清晰、直觀。并借助反轉(zhuǎn)規(guī)則獲得了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，為研究儲(chǔ)能系統(tǒng)各組成的工作特點(diǎn)和系統(tǒng)控制策略奠定了基礎(chǔ)。
　　 重復(fù)控制是抑制周期性紋波擾動(dòng)的有效控制方法。論文以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度為目標(biāo)，

3、將重復(fù)控制技術(shù)應(yīng)用于超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)控制中。針對重復(fù)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力不足，提出了基于重復(fù)控制和PI控制的復(fù)合控制方法，改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。針對超級(jí)電容組與制動(dòng)電阻快速切換過程中支路電流突變引起的系統(tǒng)存儲(chǔ)效率降低問題，論文提出了改進(jìn)型非線性比例因子控制策略，有效協(xié)調(diào)了兩者之間的切換問題，并且提高了系統(tǒng)儲(chǔ)能效率。在PSIM仿真環(huán)境下進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證所提控制策略的有效性。
　　 最后，從軟件和硬件兩方面實(shí)現(xiàn)了超級(jí)電容再生制動(dòng)儲(chǔ)能