地鐵再生制動能量分析與綜合節(jié)能研究.pdf

1、地鐵有運載量大、快速、高效、節(jié)省土地等諸多優(yōu)點是解決大城市交通問題的首選。傳統(tǒng)地鐵車輛采用車上制動電阻消耗再生制動能量，不僅造成能量浪費，同時大量熱量散到空氣中，增加了環(huán)境溫度。近年來，取消車上制動電阻，在地面采用電容儲能或逆變回饋型裝置將再生制動能量再利用方案開始在實際中應(yīng)用。本文結(jié)合蘭州軌道交通一號線地鐵綜合節(jié)能減排課題，開展兩方面的研究工作:其一、地面能量回饋裝置與車上過壓吸收單元相互配合的研究;其二、采用地面逆變能饋方式的綜合經(jīng)

2、濟效益研究。主要內(nèi)容如下:
　　機車啟動及制動過程仿真分析。建立結(jié)合供電系統(tǒng)和牽引傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，牽引傳動系統(tǒng)采用矢量控制，包含速度閉環(huán)、磁鏈閉環(huán)、轉(zhuǎn)子磁鏈等子系統(tǒng)。在Matlab/Simulink環(huán)境中建立了系統(tǒng)仿真模型，通過仿真分析了地鐵在不同工況下牽引網(wǎng)上電壓的變化情況。
　　逆變回饋型吸收方式與過壓吸收單元配合研究。該部分先對能饋變流器的主電路參數(shù)和控制進行設(shè)計，交流側(cè)采用LC濾波器，逆變回饋型采用電網(wǎng)電壓前饋的

3、雙環(huán)PI控制。成都軌道交通十號線的測試性結(jié)果驗證了設(shè)計良好的性能。隨后對吸收電阻參數(shù)和控制算法進行了探討，過壓吸收單元采用PI控制，過壓吸收電阻參數(shù)根據(jù)空氣制動延時時間來設(shè)置。最后，建立含供電系統(tǒng)、車輛及再生制動能量回饋的系統(tǒng)仿真模型，分析了逆變回饋裝置與過電壓吸收單元的配合情況，討論了列車制動功率和線路阻抗對二者配合的影響。
　　能饋系統(tǒng)節(jié)能仿真分析。結(jié)合蘭州軌道交通一號線的具體線路情況，建立了含牽引供電系統(tǒng)、線路、車輛負載及地

4、面能饋變流系統(tǒng)仿真模型，通過仿真分析了在線路坡道及線路曲線影響下的再生制動能量的大小及其變化特征，為下一步的綜合經(jīng)濟分析提供依據(jù)。
　　綜合經(jīng)濟效益分析。從再生能饋變流器吸收能量、制動電阻的通風(fēng)功耗、車輛減重所減少的牽引功耗、車輛成本及再生能饋變流器可以夜間兼做無功補償?shù)葞讉€方面對蘭州軌道交通一號線采用地面吸收裝置進行綜合經(jīng)濟效益分析。分析結(jié)果表明:利用逆變回饋吸收方式與過壓吸收單元相配合的方式，能夠有效的回饋制動能量，減小牽引功