地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

轮胎式起重机串联式混合动力系统研究

起重机提升的货物在下降时为防止自由落体通常使用能耗制动系统消耗大量的机械势能,造成能量的大量耗废。如何将大量耗废的能量进行回收再利用是起重机节能领域研究的热点问题。提出了基于势能回收再利用的轮胎式起重机的油电混合动力系统节能方案,采用简单可靠的串联式混合动力结构,选用超级电容作为储能装置,并描述了该起重机混合动力系统的工作原理。     

电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性

为了研究在电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性,本文提出了一种模拟制动能量回收的实验方法。通过该实验方法测量了不同的超级电容初始电压下其回收的制动能量,获得了超级电容初、末电压之间的关系,进而得到超级电容初始电压与其制动能量回收效率之间关系的模型,通过该理论模型获得了系统达到最大效率点时所对应的初始电压。并用MATLAB/Simulink验证了该实验方法的有效性,为超级电容最大化回收制动能量提供了参考依据。     

一种基于超级电容的新型再生制动能量回收装置在地铁牵引供电系统中的应用

结合在广州地铁六号线安装运行的DC 1 500 V线路储能装置,阐述了超级电容吸收储存列车制动能量的实际能效。车辆牵引时回送储能可对接触网网压“消峰填谷”,起到维持网压均衡稳定,降低牵引站峰值功率、供电损耗和供电容量等实践效果。     

轮边电力驱动系统再生制动控制技术研究

轮边电力驱动系统中的再生制动系统主要涉及制动能量分配控制技术和再生制动能量回收控制技术.轮边电力驱动工程机械采用双向DC/DC变换器,结合电压电流双闭环控制实现超级电容的储能,从而控制再生制动能量的回收.通过MATLAB建模仿真表明,在满足安全制动的前提下,能够实现最大化的能量回收.     

超级电容器储能在电动汽车中的应用研究

针对电动汽车启动时所需的大功率、大电流对蓄电池的损害及制动时导致的能量浪费,分析以蓄电池为主电源,具有超大容量的新型储能器件超级电容器为辅助电源的电动汽车能量管理系统。利用两相交错并联双向DC/DC变换器作为超级电容器储能系统的主电路,并采用电压外环电流内环的控制策略对储能系统进行建模仿真。仿真结果表明超级电容器储能响应快,稳定性好,作为电动汽车辅助电源能够实现能量的回收再利用,有效提高系统能量利用率,延长电池使用寿命。     

基于TRIZ理论的城市轨道交通再生制动能回收利用系统研究

由于城市轨道交通站间距离短，所以地铁机车不断地启动和停止，在制动过程中就会产生能量，传统的电阻制动是将电能转换成热能白白浪费掉。本文利用TRIZ理论提出再生制动电能回收利用技术，通过永磁同步电机的飞轮储能系统来收集能量，并利用磁链矢量定向解耦控制方法进行功率交换，从而调节牵引网网压。在列车制动过程中增加飞轮储能装置，利用飞轮中的电机来吸收制动时产生的电能，将其以机械能的形式存在飞轮内。当局域电网内有其他列车驶过电压下降时，飞轮释放能量，最终保持牵引网压在一个安全范围内。     

有轨电车超级电容储能系统参数研究及仿真

有轨电车是城市轨道交通的重要组成部分,超级电容器作为一种新型的节能环保储能装置,已经被应用到诸多领域。文章介绍了有轨电车超级电容器储能装置,并对储能装置所需能量进行计算。通过对计算结果的分析研究超级电容器的相关参数,设计一套超级电容器储能装置,可以实现20s以内快速充电的需要;并对超级电容器储能装置在工作状态下充电放电的仿真验证,满足有轨电车正常运行的电能需求。     

再生能源回收技术在岸边集装箱起重机中的应用

针对起重机制动过程产生大量能量,传统的再生能量处理方法已不能满足港口起重机需要的问题,研究了能源回收再生技术在岸边集装箱起重机的应用,选取超级电容为起重机的储能单元,设计了超级电容系统基于Buck/Boost的双向直流交换器和控制电路,实现了再生能量的双向流通。仿真结果表明,设计方案可行。     

卷扬机能量回收系统设计与仿真

起重机作为工程机械的典型,其最主要动力组成是卷扬机系统,因此设计了一个以超级电容为储能单元的混合动力控制系统.借助Matlab/Simulink仿真软件对所设计的混合动力控制系统进行仿真,并模拟起重机下放重量时产生的再生制动能量的回收过程.结果表明:以超级电容为储能单元的混合动力驱动单元适用于以卷扬机为动力系统的起重工程机械;超级电容能够回收一定的能量,起到节能作用.     

基于锂电与超级电容的车用混合储能系统研究

超级电容的高功率密度使它们可以成为电动汽车或混合动力汽车的负载平衡装置,此外,其快速充电的特性非常适合应用于功率再生制动。针对纯电动汽车和混合动力汽车储能系统的特点,将超级电容与蓄电池混合使用,制定相应的控制策略。通过仿真验证混合储能系统可以有效地实现能量管理,进而提高新能源汽车的续航里程。     

世界首台储能式轻轨车研制成功

世界首台采用超级电容作为主动力能源的"储能式电力牵引轻轨车辆"原型车今天在湖南株洲下线。据介绍,与传统锂离子电池相比,"储能式电力牵引轻轨车辆"所采用的超级电容容量更大、比功率和比能量更高,且具有无需布设供电网、成本低廉等特点。同时,中国南车集团还开创了一种"制动即充电"模式,使     

基于超级电容储能的门式起重机势能再回收系统

为了能够快速有效地利用门式起重机在起重工作机构下降及减速制动时产生的能量,研制出了一种基于超级电容储能的势能再回收系统。该系统充分利用超级电容大功率快速充放电的特性,通过双向DC/DC功率单元快速回收起重机构的下降势能,并作为起重机构上升时所需的能量补给,可降低起重机工作能耗,提高能量利用率,达到节能降耗的目的。     

石油钻机绞车储能技术的研究

石油钻机在绞车起升作业工况中由于制动能量没有得到有效回收,造成了能量损耗。因此,提出应用超级电容器储能技术,降低钻机提升系统的能耗和制造成本,以节省设备的维护成本。以利用超级电容器的石油钻机绞车制动回收系统为研究对象,分析提升过程中的负荷,加入储能单元和控制模块,提出回收制动能量的方案,并设计储能系统的控制策略。搭建样机试验系统过程中,创新选用西门子四象限的SINAMICS S120系列变频器,实现了对制动能量有效的回收利用。     

城市轨道交通运营节能策略浅析

分析了城市轨道交通能源现状,描述了主要用能分类情况,给出了各类能耗的占比及其波动趋势。针对城市轨道交通能耗特点,提出了城市轨道交通节能管理的策略,并针对主要能耗项,包括牵引能耗、车站环控系统能耗等,从运营管理、技术创新等方面给出了节能措施。     

基于超级电容的惯性能量回收系统的研究

本文分析了电机连续再生能量传统处理方案存在的缺陷,选择了具有功率密度大、比能量高、循环使用寿命长、环保等特点的超级电容作为储能装置。结合电网突然断电对负栽安全可靠运行的不良影响,设计了兼作后备电源的一种基于超级电容的惯性能量回收系统,详细介绍了能量回收系统的组成及工作原理,阐述了DC/DC变换器的设计方法,采用了电流电压双闭环控制策略,实现了超级电容的充放电控制,提高了该惯性能量回收系统的工作效率,达到了稳定高效地储能和释能的目的。     

燃料电池有轨电车能量管理策略多目标优化

为研究一类以质子交换膜燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力有轨电车能量管理问题,首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构和工作特点,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,工作模式的切换通过多个控制参数来实现。针对该能量管理策略中控制参数的不确定性,应用多目标遗传算法,将整车超级电容和动力电池的最小配置成本以及有轨电车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行优化。以国内某规划线路为实例,在已通过实车试验数据验证的系统仿真模型中进行优化分析,优化结果表明,在保证列车动力性能的前提下,优化后列车的总牵引能耗减少了约12.5%,回收的再生制动能量增加了约14.5%,燃料电池的平均效率提高了约0.83%;同时通过优化得到了超级电容和动力电池的最小容量配置,为整车车载储能系统的冗余配置提供参考。     

液压储能在风力发电储能中的应用

风力发电系统为实现系统稳定和持续供电,必须配备合适的储能装置.因此提出以下设想:将风能首先转化为液压能,并以液压蓄能器作为储能装置.不但可以实现系统的稳定和持续供电,还可以将发电机等设备降至地面,大大节约塔架的建造成本和风机的维护费用,并实现通过液压调速回路稳定电压.在上述设想的基础上,设计了一套实验模型,针对液压储能的系统效率和稳压效果进行仿真分析,结果表明:液压系统效率为72.9%,发电电压波动幅度小于0.83%,效率和稳压效果都能满足要求.     

基于神经网络预测控制的节能电梯能量管理

随着电梯的日益增多,电梯节能问题引起越来越多的关注。针对节能型电梯中超级电容的储能管理问题,提出一种基于神经网络预测控制策略的新方法来动态预测电梯运行中所需的能量。首先根据电梯当前停层、目的停层以及载荷信息,建立反向传播神经网络(BPNN)模型并通过样本训练确定各神经元的权值和偏置值,然后利用该模型在线预测电梯每个行程吸收或回馈的能量,据此调节超级电容的平衡电压实现提前储能/泄能,补偿电梯运行过程中所需的尖峰功率。此外,根据电梯载荷和行程信息动态调整超级电容的平衡电压,可以充分利用超级电容的能量存储空间,在某些行程下除了补偿尖峰功率,还能够补偿一部分额定功率,优化网侧整流器的功率容量。最后通过MATLAB/Simulink搭建的仿真平台和实验样机验证了本方法的可行性。     

基于电压控制与功率控制的混合动力控制系统仿真研究

设计了电压控制模式与功率控制模式相结合的超级电容充放电控制策略,超级电容回收能量时采用电压控制模式,保证直流母线电压稳定;与发电机联合供电时,采用功率控制模式确保动力系统供电功率的稳定性。并基于Saber平台建立了系统仿真模型,通过对能量回馈及联合供电时超级电容供电状态进行仿真研究,验证了控制算法的可行性。仿真结果表明,能量回馈时采用电压控制模式可以使超级电容充分吸收再生能量,而联合供电时使用功率控制方式能够为电动机提供稳定的供电功率。