基于功率分配的車載超級電容儲能系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、城市軌道交通運量大、速度快、準(zhǔn)時、全天候,有效地緩解了城市交通堵塞和擁擠的問題,推進(jìn)了城市的現(xiàn)代化進(jìn)程。但是城市軌道系統(tǒng)耗能大,再生制動過程中存在再生失效等問題,大大降低了節(jié)能效率。超級電容以其功率密度高、循環(huán)使用壽命長等特點在解決城軌列車再生失效、改善列車高速制動力不足、實現(xiàn)無饋電線運行等方面有著獨特的優(yōu)勢和發(fā)展前景。
　　 本文以車載超級電容儲能系統(tǒng)為研究對象,首先分析了超級電容的原理和特性,建立了超級電容的等效電路模型,討

2、論了超級電容的充放電特性。超級電容儲能系統(tǒng)包括超級電容器組和雙向DC-DC變換器,本文詳細(xì)分析了儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和雙向DC-DC變換電路的工作原理,并通過對廣州地鐵4號線為實例得出了城軌線路容量配置的步驟?；趯鹘y(tǒng)控制方法的理解和分析,本文提出了一種基于功率分配的車載超級電容儲能系統(tǒng)的控制策略,詳細(xì)介紹了線網(wǎng)電流外環(huán)、線網(wǎng)電壓環(huán)、超級電容電流內(nèi)環(huán)的作用,提出了線網(wǎng)電流限制器實現(xiàn)線網(wǎng)和儲能系統(tǒng)功率分配、能量分配的控制理念。在以上基礎(chǔ)上,本

3、文以TMS320F28335為核心控制器,搭建了一套3kW的車載超級電容儲能系統(tǒng)實驗平臺,對控制策略進(jìn)行了實驗驗證。
　　 Matlab仿真結(jié)果驗證基于功率分配的控制策略的可行性。實驗結(jié)果驗證了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和參數(shù)的正確性;測試了超級電容器組的靜電容量和等效串聯(lián)內(nèi)阻等特性;通過兩組不同線網(wǎng)電流限流曲線的實驗,驗證了本文提出的控制策略的可行性,并對兩組情況下的節(jié)能情況進(jìn)行了分析和對比,得到了限流曲線、容量配置與節(jié)能率的關(guān)系。