• 周四. 9月 19th, 2024

杨&林 LAB

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轨道交通系统能效特征及列车运行节能技术与装置研究

项目介绍:

节能减排在建设节约型社会中占有重要的地位。随着我国城市轨道交通运营里程的不断增加,轨道交通的节能减排工作的重要性日益凸显。据统计,国内地铁运营的用电成本占地铁总运营成本的50%左右,其中车辆制动过程中产生的电能约占车辆动力用电的30%~40%。利用储能系统可有效利用城轨列车再生制动能量,降低牵引变电站输出能耗,并有效改善直流网压波动。

目前常用的储能元件有超级电容、电池和飞轮。飞轮储能在国内外均有应用,但由于其设备笨重、灵活性差,效率低以及环境要求严格等问题未能得到广泛推广;电池和超级电容在在日本、美国、韩国、欧洲等已有较为广泛的成熟应用,是轨道交通制动能量吸收的主要方式和发展方向。

电池具有高能量密度、低成本、高可靠性等优点,但是其温度特性差,循环寿命短、功率密度低;超级电容具有高能量密度、长循环寿命等优点,但是其体积较大、能量密度较低。单一的储能元件无法兼顾功率性和能量性,因此本项目开发超级电容蓄电池混合储能设备,使设备同时具有较高的能量密度和功率密度。

 

项目来源:“十三五”国家重点研发计划

 

研究人员及研究任务:

熊师:统筹安排工作,主要进行混合储能系统样机拓扑研究与设计

郭婷婷:进行混合储能系统容量配置的合理优化与选择

秦强强:混合储能系统系统控制策略的优化与实现

艾明成:牵引供电运行仿真计算研究

 

研究目标:

根据不同的线路及车辆条件,设计地面再生能量利用储能装置及其控制策略,吸收列车再生制动能量,避免再生失效的产生。提高再生能量的利用率,使城轨列车实现节能运行。

 

研究内容:

(1)进行城轨交通车辆再生制动能量高效利用的再生能量利用储能装置拓扑研究

(2)搭建城轨交通供电系统仿真平台

(3)设计合理的混合储能装置控制策略,实现能量高效利用

(4)确定储能装置容量配置方案,使储能装置利益、效果最大化

(5)设计并制作一套再生能量利用储能装置样机

 

目前研究进展:

现已经完成国内外研究技术的分析、调研,对现有储能装置应用现状与技术发展有了较好的了解;

完成90kW小功率电池电容混合储能系统平台的搭建;

针对项目要求已经初步完成1MW大功率电池电容混合储能系统样机技术方案;

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