基于超級電容的地鐵再生制動儲能系統(tǒng)的研制.pdf

1、地鐵列車再生制動時產(chǎn)生可觀的再生電能，對這部分再生制動能量進行存儲再利用，節(jié)能減排、保護環(huán)境的同時，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，確定了變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作模式。根據(jù)動力學(xué)理論定量計算出地鐵列車再生制動能量大小，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計儲能系統(tǒng)的電容組容量和超級電容組的串并聯(lián)結(jié)方式。針對超級電容串并聯(lián)組成的超級電容陣列，設(shè)計了飛渡

2、電容電壓均衡策略。
　　 針對儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非線性、電路能量耦合等特點，引入能量宏觀表達法(EMR，Energetic Macroscopic Representation)對儲能系統(tǒng)進行了建模，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)，為研究儲能系統(tǒng)各組成的工作特點和系統(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的有效控制方法。論文以提高儲能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度為目標(biāo)，

3、將重復(fù)控制技術(shù)應(yīng)用于超級電容儲能系統(tǒng)控制中。針對重復(fù)控制系統(tǒng)動態(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)的動態(tài)性能。針對超級電容組與制動電阻快速切換過程中支路電流突變引起的系統(tǒng)存儲效率降低問題，論文提出了改進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)儲能效率。在PSIM仿真環(huán)境下進行了仿真，驗證所提控制策略的有效性。
　　 最后，從軟件和硬件兩方面實現(xiàn)了超級電容再生制動儲能