项目介绍：
随着能源资源的不断紧张，快速发展的轨道交通对电能的需求越来越大，同时顺应节能减排的趋势，将储能技术应用于轨道交通领域成为近年来研究的热点。无网供电技术是现代有轨电车重大的技术革新，主要有分段地面供电技术和车载储能技术两种，较常见的是车载储能技术。储能元件在城市轨道交通的应用形式主要有纯电池储能、纯超级电容储能、电池和超级电容混合储能，车载储能系统在列车牵引的时候释放能量，在列车制动的时候吸收制动能量。锂离子电池储能具有能量密度高、功率密度低的特点，车载锂离子电池储能系统可以选择全程运行终点站充电模式。超级电容具有功率密度高、能量密度低的特点，适合应用在短距离牵引驱动的场合。
本项目基于国内实际有轨电车线路和车辆条件，根据电池-超级电容混合储能系统在轨道交通中应用的需求，对储能系统的结构、控制系统和元件参数进行设计，研发储能系统样机平台，针对储能系统和轨道交通的特点对电池和超级电容的容量配置进行分析，提出了几种适用于有轨电车混合储能系统运行的在线能量管理策略，并在样机上进行多种能量管理策略的验证。
研究目标：
完成超级电容和蓄电池容量配置的优化方法；完成混合储能系统的能量管理策略设定；完成超级电容和蓄电池充放电控制器的设计与开发；完成混合储能系统样机研发；完成利用实验平台模拟有轨电车工况变化；验证样机容量配置、能量管理及控制的合理性。
研究成员：
王玙—统筹项目安排与研发储能系统样机平台
张弛—容量配置优化以及能量管理策略设计
王钟嵩-储能系统结构设计与能量管理策略的验证
研究内容：
- 确定混合储能装置容量配置方法。根据现代有轨电车动力性能要求，分析现代有轨电车对车载装置要求的边界条件。以储能系统重量和成本为优化目标，列车最大功率需求和能量需求为约束条件，建立优化问题并用合适的方法进行求解，得到合理的超级电容和蓄电池容量配置方法。
- 根据有轨电车的实时功率需求，结合超级电容和蓄电池的SOC状态，通过能量管理策略进行超级电容和蓄电池之间的功率分配，达到延长储能系统寿命，增加有轨电车续航里程，提高再生能量利用率的目标。
- 以能量管理策略得到的功率分配结果为参考，设计合适的控制器对连接储能器件和直流母线的双向DC/DC变换器进行控制，让储能系统处于期望的工作状态，以满足列车实时功率需求，并稳定直流母线电压，实现良好的动态性能。
- 设计并开发混合储能系统样机，样机由蓄电池模组、超级电容模组、DC/DC变换器及控制系统组成。实验平台用以模拟有轨电车工况变化，以验证样机容量配置、能量管理及控制的合理性。