车载超级电容储能系统在城市轨道交通的应用研究

城市轨道交通对于改善城市交通以及提高空气质量有着重要的作用,但由于车辆频繁处于启动与制动状态,导致大量能量转化为热量流失,这造成极大能量浪费与环境污染。将超级电容储能系统应用于城市轨道交通系统,不仅能够吸收大量由车辆再生制动产生的回馈能量,提高电能利用率,而且能够保证车辆供电直流母线的稳定,提高车辆供电稳定性。作为其中控制着能量双向运行的dc/dc变换器承担着不可或缺的地位。将双向dc/dc与超级电容储能系统结合一起,设计制动能量回收装置,将其应用于城市轨道交通供电系统,通过在仿真验证分析,验证所提理论的有效性与正确性。

针对当前轨道交通面临的节能重大课题,阐述超级电容的工作原理、技术特点、工作模式及其在国外的应用情况;从技术和经济方面分析,探讨依靠国内力量开展城市轨道交通超级电容应用研究的前景。

在分析传统地面集中式储能系统的基础上,利用超级电容可储存大电量、快速充放电等特点,研制替代列车制动电阻的新型车载储能装置。该装置包括一次系统和二次系统。一次系统主要由断路器、igbt(绝缘栅双极晶体管)及电容器组等组成。二次系统主要为控制器,对升降压模块的igbt进行控制以及计算等。该装置能有效减少轨道交通列车牵引能耗,减少列车制动热量散发,降低隧道温升,达到节能减排的效果,同时可降低列车实际运营成本。

针对城轨列车在起动、制动过程中对牵引网电压造成冲击从而引起网压不稳定的问题,提出一种由超级电容与钛酸锂电池组成的混合储能系统,该混合储能系统满足城轨列车对高能量和高功率的需求。以混合储能系统的整体结构为研究对象,着重介绍了预充电回路的设计与仿真验证,它能明显提升混合储能装置的性能以及延长使用寿命。针对该混合储能结构,提出采用综合控制策略,该策略通过控制主电路中两个双向dc/dc变换器的工作模态来实现储能单元工作在恒流充放电状态。最后仿真对比综合控制策略与传统电压电流双闭环控制策略,仿真波形对比分析表明:对于牵引机车等大容量负荷突增与突减造成的网压波动,综合控制策略能更有效、快速调节混合储能系统的充放电状态,确保牵引网压波动幅度较小,提高城轨列车的运行可靠性与稳定性。

通过分析建立轨道交通车辆制动车载储能系统的必要性,提出使用超级电容型储能系统的合理性。建立了城市轨道交通车辆制动车载储能系统模型,介绍了制动车载储能系统的工作原理,分析了主要器件参数的选取依据,其中包括超级电容电压范围的选取、超级电容器容量、超级电容器数量和电感量的确定。通过仿真计算再生制动能量的大小,从基于功率—容量约束确定最优初始充电电压,完成了超级电容阵列优化配置,为后期储能系统的整体结构设计以及电感和电容的选取提供了理论依据。

轨道交通车辆逐渐由从高速、重载向绿色、智能技术转型,而超级电容的高比能、高功率、长寿命的优点,使其在轨道交通车辆领域获得快速发展。从近些年超级电容在轨道交通车辆的应用出发,重点阐述了超级电容在有轨电车的牵引、制动,地铁的制动能量回收、应急牵引,混合动力动车组的牵引加速、制动等方面的技术特点及进展。

基于无线通信的列车自动控制(cbtc)系统,已在城市轨道交通信号系统中广泛采用,这对信号系统产生了"革命性"的变化,为废除传统轨道电路和地面信号,缩短行车间隔,实现列车自动运行奠定了基础。文章主要分析城市轨道交通cbtc系统车载信号的应用。

本文根据城市轨道交通的运行特点和车辆参数提出了一种1mw阵列式飞轮储能系统,用来吸收再利用机车制动时产生的制动电能.通过对比不同类型的再生制动能量回收方式,突出飞轮储能系统应用在城市轨道交通的必要性和先进性.文中通过对某些线路进行数据测试,根据现有单台飞轮储能装置进行阵列式组合,通过产品优化以及安全计算和工程实施预判,组装出容量为1mw的阵列式飞轮储能系统,并证明了1mw阵列式飞轮储能系统在城市轨道交通应用的正确性和可实施性.

本文根据城市轨道交通的运行特点和车辆参数提出了一种1mw阵列式飞轮储能系统,用来吸收再利用机车制动时产生的制动电能。通过对比不同类型的再生制动能量回收方式,突出飞轮储能系统应用在城市轨道交通的必要性和先进性。文中通过对某些线路进行数据测试,根据现有单台飞轮储能装置进行阵列式组合,通过产品优化以及安全计算和工程实施预判,组装出容量为1mw的阵列式飞轮储能系统,并证明了1mw阵列式飞轮储能系统在城市轨道交通应用的正确性和可实施性。

随着lte在城市轨道交通中的推广应用,授权频谱资源不足与城市轨道交通车地间数据传输需求的矛盾制约着车地无线通信系统建设方案的选择,利用非授权频谱实现lte的lte-u新兴无线技术有望缓解甚至解决该问题。通过对lte-u的技术研究,分析其在城市轨道交通应用中的技术优势:移动和切换性能优异、传输时延小、抗干扰能力强、覆盖半径大、qos保障好、安全性高、可靠性高等特点。通过搭建lte-u测试网络,在实验室进行120km/h、140km/h、160km/h典型速度下加载cctv和pis业务测试；在80km/h城市轨道交通线路上,采用a、b冗余组网测试,a网承载cbtc业务,b网综合承载cbtc、cctv和pis业务；选择在80～170km/h的速度下搭建lte-u网络,并进行cctv和pis业务测试。测试结果显示,lte-u具有对城市轨道交通cbtc、cctv、pis业务的承载能力。同时,lte-u在城市轨道交通的应用仍面临诸多挑战,如laa技术的tau有待开发、standalone技术的多载波聚合产品不成熟以及其他非授权频谱产品的竞争等,最终提出在城市轨道交通中部署lte-u的建议。

随着城镇化的不断发展和人们的环境保护意识日益提升,有轨电车作为轨道交通的主要交通运输工具所体现出的节能环保和缓解交通压力等方面的优势,越来越成为城市规划者和交通装备制造商关注的重点。特别是随着材料技术和电力电子技术的不断进步,出现了以超级电容作为车辆牵引动力电源的储能式现代有轨电车,解决了城市景观和能量循环高效利用这两大问题,更好地实现了轨道交通与环境保护的和谐发展。文章围绕车载储能器件选型这一关键问题,对多种车载储能器件进行对比分析,论证双电层型超级电容作为车载储能设备的优势,并结合海珠线运营案例进行说明。

介绍了容灾的基本理论以及容灾系统的关键技术,给出了城市轨道交通系统中容灾体系的建设方案,详细描述了数据级容灾的实现方法,实践证明,容灾系统的建立提高了系统的健壮性和可用性,增强了系统抵御突发性灾难的能力。

城市轨道交通具有低能耗、低排放的特征,是绿色交通的典型代表,具有明显的减排效益。对轨道交通项目进行减排核证,所核证的减排量作为碳信用向市场供给,因自愿减排而产生的中国核证减排量(ccer)可抵消有碳排放量限制企业的排放量,为城市轨道交通企业带来经济、社会和环境三方面效益。以北京地铁16号线为例,进行中国自愿减排项目开发研究,所产生的经济效益实现公共交通外部性内部化,反哺轨道交通事业的可持续发展,同时在促进交通节能减排、积极参与国内碳交易市场方面具有现实意义。

为研究独轨在城市交通中应用情况,本文首先对独轨的发展历史、类型和特点进行分析;然后以深圳、重庆、成都和温岭等城市为例,探究我国城市轨道交通独轨系统的运营情况;最后结合独轨的自身特点及经济和技术特征,阐述我国轨道交通的发展前景,并结合区域特征提出具体发展建议,对城市轨道交通发展具有重要的参考价值。

同济大学 硕士学位论文 城市轨道交通牵引与供电系统的应用研 姓名：王继红

随着城市化的快速发展,城市的轨道交通也得到了飞速发展,从一定意义上来说,城市轨道交通的飞速发展在很多程度上对缓解当前的城市交通堵塞起到积极的作用,也大大提高了人们的出行便利和节约了出行的时间成本,改善了城市交通环境。基于网络计算机、通信自动化、信息自动控制等技术的自动售检票系统对城市轨道交通的发展起到了很重要的作用,本文就是通过介绍自动售检票系统在城市轨道交通中的应用研究,阐述自动售检票系统在城市轨道交通中的重要作用。

列车牵引计算是整个城市轨道交通的重要组成部分。利用计算机对列车的牵引计算进行模拟研究,可以较好地实现在整个列车运行过程中牵引过程的模拟。

出版社:中国建筑工业出版社出版时间:2016年10月1日通过对城市轨道交通工程特点和bim技术发展现状及趋势的研究,结合实际项目阐述了城市轨道交通bim技术应用的实施策略、管理模式、实施标准、软硬件环境等几个关键环节。全书共6章,包括:bim技术与发展,城市轨道交通bim技术应用实施策略,城

著译者:刘光武版次:第一版出版时间:2016-10开本:小16开出版单位:中国建筑工业出版社装帧:平膜标准书号:978-7-112-19868-9【内容简介】本书作为"城市轨道交通bim应用丛书"中的第一本,通过对城市轨道交通工程特点和bim技术发展现状及趋势的研究,结合实际项目试点阐述了城市轨道交通bim技术应用的实施策略、管理模式、实施标准、软硬件环境等几个关

伴随着城市化的加快,各地城市人口急剧增加,城市交通压力急剧上涨.所以本文将解我国一些城市轨道交通的特点和类型,来浅析对城市轨道交通的财政补贴决策、实时调度和系统类型选择等三方面进行的相关应用研究.

信标是现代轨道交通控制系统的一个关键设备,是实现车地通信的媒介,广泛地应用于城市轨道交通列车定位以及cbtc(基于通信的列车控制)的后备模式中。在深入剖析信标原理的基础上,提出了适用于城市轨道交通中的信标设计方案,并分析了信标的数据特点,给出了安全可靠的编码方式和合理布置的方法。

云计算技术是今后城市轨道交通综合监控系统的发展趋势，可大大缩减建设及运营成本、提高设备使用率。但现阶段此技术在综合监控领域尚不成熟，需要不断的推进、完善和发展。