一種基于充電機充電**級電容儲能系統(tǒng)的新型鐵路充電機功率調(diào)節(jié)器

時間：2018-06-12

在采用鐵路功率調(diào)節(jié)器解決電氣化鐵路電能質(zhì)量問題時，為了提高再生制動能量的利用率，提出一種由鐵路功率調(diào)節(jié)器和充電機充電**級電容儲能系統(tǒng)構成的新型儲能式鐵路功率調(diào)節(jié)器。

該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)兩供電臂能量雙向流通，還能通過鐵路功率調(diào)節(jié)器和儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，提高再生制動能量利用率并實現(xiàn)削峰填谷功能。首先分析系統(tǒng)工作原理，構建再生制動工況下的等效電路，推導再生制動能量利用率表達式；然后分析該系統(tǒng)能夠提高再生制動能量利用率并實現(xiàn)削峰填谷功能的原因；最后搭建仿真模型和實驗平臺，多種工況下的實驗結果表明了所提新型補償系統(tǒng)的正確性及有效性。

目前，我國已成為世界上高速鐵路運營較快、里程較長的國家，重載和高速已成為現(xiàn)在鐵路的發(fā)展方向[1,2]。隨著高速鐵路的發(fā)展，無功和低次諧波已不再是主要問題，而負序的問題則日益嚴重，給供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)[3-7]。

為減少電氣化鐵路負序的影響，目前主要采取靜止無功補償器（Static Var Compensator, SVC）[8,9]、靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator, SVG）[10,11]、鐵路功率調(diào)節(jié)器（Railwaystatic Power Conditioner, RPC）等方法。SVC和SVG能部分解決負序問題，但由于不能在兩供電臂之間平衡有功，所以治理效果沒有RPC好。因此，采用RPC在治理負序問題具有良好的應用前景[12-17]。

高速交流機車在制動過程中會產(chǎn)生很大的再生制動能量[18]。當一個橋臂為再生制動狀態(tài)，另一個橋臂為牽引狀態(tài)時，RPC通過功率轉(zhuǎn)移將再生制動能量轉(zhuǎn)移至牽引側，可以實現(xiàn)再生制動能量的利用；當兩側均為再生制動狀態(tài)時，RPC只能將再生制動能量反送給電網(wǎng)，此時的再生制動能量利用率為零，并對電網(wǎng)造成了較大的沖擊。由此可見，RPC不能完全解決再生制動能量的問題。

目前，高速鐵路牽引供電系統(tǒng)具有牽引負荷峰位功率越來越大的問題[19,20]，因此，牽引變壓器的額定功率就必然會很大，但實際運行中，牽引變壓器負荷率并不大，這就使得牽引變壓器的利用率較低，這導致了牽引變壓器的經(jīng)濟性較差。

RPC可以通過功率轉(zhuǎn)移來平衡兩臂有功功率，這在一定程度上削弱了負載峰位負荷的影響，提高了變壓器的利用率。但是，RPC不能將谷時功率存儲，用于補償峰時負荷的需求，因此，RPC在解決牽引變壓器的容量利用率較低的問題上略顯不足。

針對以上方案的不足，本文提出一種由RPC和充電機充電**級電容（SuperCapacitor, SC）儲能系統(tǒng)構成的新型儲能式鐵路功率調(diào)節(jié)器（SC-RPC）。相比于傳統(tǒng)的RPC，該拓撲結構中RPC用于治理負序，SC用于存儲和釋放再生制動能量[21-23]，提高了再生制動能量的利用率，通過SC與RPC的協(xié)同控制將存儲的谷時功率用于補償峰時負荷的需求，改善了峰值功率對牽引變壓器的沖擊，減少其安裝容量，提高其經(jīng)濟性。

本文分析了新型拓撲結構在各種模式下的工作原理，構建了SC-RPC與RPC補償系統(tǒng)在再生制動工況下的等效電路，推導出兩種補償系統(tǒng)的再生能量利用率?，對比分析得出了SC-RPC再生能量利用率較高的原因。仿真和實驗結果表明了本文所提出的新型拓撲結構的正確性和有效性。

圖1 ?SC-RPC拓撲結構

圖18 ?實驗裝置實物圖

結論

為了有效解決電氣化鐵路再生制動能量利用率較低的問題，本文提出一種基于充電機充電**級電容儲能的新型鐵路功率調(diào)節(jié)器（SC-RPC）。引入了削峰功率設定值和填谷功率設定值，分析了各種工況下的工作原理，構建SC-RPC與RPC的等效電路，推導出兩種補償系統(tǒng)的再生制動能量利用率的關系式。

仿真和實驗結果表明SC-RPC不僅能夠解決負序問題，還能提高再生制動能量的利用率，利用谷時電能補償峰時電能，不僅改善了峰值負荷對變壓器的沖擊，而且提高了其容量利用率，具有一定的工程應用**。

詞條
詞條說明
電動汽車直流充電樁與交流充電樁的區(qū)別
電動汽車直流充電樁與交流充電樁的區(qū)別隨著科技發(fā)展愈加的發(fā)達，**各行各業(yè)都在快速的發(fā)展，資源的消耗也是承直線上升的特別像是石油這種**資源面臨著短缺的局面，那么電動汽車行業(yè)就應時代需求而生，電動汽車的發(fā)展是有重大意義的。一個方面可以減少**資源的使用提高電能的的使用量，另一方面還能很大程度的減少環(huán)境的污染，解決類似霧霾等等大氣的污染的問題。盡管有著國家的一系列的優(yōu)惠政策，但是電動汽車的
直流穩(wěn)壓電源“關鍵元器件”的電壓應力分析！
直流穩(wěn)壓電源“關鍵元器件”的電壓應力分析！設定一下直流穩(wěn)壓電源主要參數(shù)如下：輸入電壓：Vin=AC176-264V 輸出電壓：Vout=12V Vcc電壓：Vcc=15V 變壓器匝比：N 下面對上述圖片中的各個元器件進行應力計算。 1、整流橋BR1 整流橋如上圖體內(nèi)由4個二極管構成：d1，d2，d3，d4 應較惡劣的情況下是在輸入電壓高的時候，即，Vin=264Vac 所以C1上兩端的電壓3
一種基于充電機充電**級電容儲能系統(tǒng)的新型鐵路充電機功率調(diào)節(jié)器
在采用鐵路功率調(diào)節(jié)器解決電氣化鐵路電能質(zhì)量問題時，為了提高再生制動能量的利用率，提出一種由鐵路功率調(diào)節(jié)器和充電機充電**級電容儲能系統(tǒng)構成的新型儲能式鐵路功率調(diào)節(jié)器。該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)兩供電臂能量雙向流通，還能通過鐵路功率調(diào)節(jié)器和儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，提高再生制動能量利用率并實現(xiàn)削峰填谷功能。首先分析系統(tǒng)工作原理，構建再生制動工況下的等效電路，推導再生制動能量利用率表達式；然后分析該系統(tǒng)能夠提高再生
電動汽車充電機充電HEV鋰電池BAS+系統(tǒng)細節(jié)分析
電動汽車充電機充電HEV鋰電池BAS+系統(tǒng)細節(jié)分析這兒首要對前文進行彌補，也是彌補敘說一下HEV圓柱充電機充電蓄電池之前的規(guī)劃，2013年一代充電機充電鋰電池在HEV里邊使用的時分，不少都用了圓柱充電機充電蓄電池，而到了現(xiàn)在根本這種現(xiàn)已式微。我們就當對前史長輩規(guī)劃的一種巡禮。這兒首要彌補一下前文的拆解部分，也依據(jù)實際的內(nèi)容討論一下之前圓柱形的充電機充電HEV蓄電池的一些細節(jié)規(guī)劃。充電機充電