基于飞轮储能技术的城市轨道交通再生能回收控制策略研究

doi:10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0053

储能科学与技术 ›› 2018, Vol. 7 ›› Issue (3): 524-529.doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0053

基于飞轮储能技术的城市轨道交通再生能回收控制策略研究

赵思锋¹, 唐英伟¹, 王赛², 王大杰¹

1. 盾石磁能科技有限责任公司, 河北唐山 063000;
2. 北京交通大学长三角研究院, 江苏镇江 212009

收稿日期:2018-04-04 修回日期:2018-04-15 出版日期:2018-05-01 发布日期:2018-05-01
通讯作者: 唐英伟,研究方向为电气工程,E-mail:18931536555@189.cn
作者简介:赵思锋(1989-),男,硕士,研究方向为电气传动控制,E-mail:zhaosifeng@dscnkj.com

The study of control strategy for urban mass transit based on flywheel energy storage system

ZHAO Sifeng¹, TANG Yingwei¹, WANG Sai², WANG Dajie¹

1. Dunshi Magnetic Energy Technology Co., Ltd., Tangshan 063000, Hebei, China;
2. Beijing Jiaotong University Yangtze River Delta Research Institute, Zhenjiang 212009, Jiangsu, China

Received:2018-04-04 Revised:2018-04-15 Online:2018-05-01 Published:2018-05-01

摘要/Abstract

摘要： 针对城市轨道交通列车运行密度高，起制动功率大的特点，采用飞轮型再生制动能量回收装置可有效降低直流牵引网压波动，降低牵引能耗。由于该装置采用基于直流牵引网母线电压高低进行充放电的控制策略，在实际运行工况中可能存在无法准确识别再生能或储能设备SOC值无法自动调整导致无法再响应牵引网压波动的情况，本文提出空载网压识别和SOC自适应控制策略进行解决，通过轨道交通试验平台的试验验证，得出该控制策略的有效性。

关键词: 轨道交通, 飞轮, 再生制动, 优化控制策略

Abstract: In terms of the high operation density and regenerative braking power of the urban mass transit, the flywheel energy storage system(FESS) can effectively reduce the DC traction network voltage fluctuation and the traction energy consumption. Because the charge or discharge operation for the FESS is just based on the high or low DC traction network voltage, so the regenerative braking power may not be identified accurately in addition, the state of charge (SOC) of the FESS cannot be automatically adjusted which leads to the incorrect response to the traction network voltage in the actual operating conditions. In this paper, the unload transit network voltage identification and the SOC optimized control strategy is adopted to solve these problem, the effectiveness of the proposed control strategy is verified by rail transit platform test.

Key words: urban mass transit, flywheel, regenerative braking, optimized control strategy

中图分类号:

TM76

赵思锋, 唐英伟, 王赛, 王大杰. 基于飞轮储能技术的城市轨道交通再生能回收控制策略研究[J]. 储能科学与技术, 2018, 7(3): 524-529.

ZHAO Sifeng, TANG Yingwei, WANG Sai, WANG Dajie. The study of control strategy for urban mass transit based on flywheel energy storage system[J]. Energy Storage Science and Technology, 2018, 7(3): 524-529.

参考文献

[1] 赵亚杰, 夏欢, 王俊兴, 等. 基于动态阈值调节的城轨交通超级电容储能系统控制策略研究[J]. 电工技术学报, 2015, 30(14):427-432. ZHAO Y J, XIA H, WANG J X, et al. Control strategy of ultracapacitor storage system in urban mass transit system based on dynamic voltage threshold[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(14):427-432.
[2] 王成. 基于超级电容的置地式地铁再生制动能量回收技术研究[D]. 南京:南京航空航天大学, 2013. WANG C. Research on regenerative braking energy utilization technique based on stationary supercapacitors in metro-transit systems[D]. Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2013.
[3] GONZALEZ-GIL A, PALACIN R, BATTY P.Sustainable urban rail systems:Strategies and technologies for optimal management of regenerative braking energy[J]. Energy Conversion and Management, 2013, 75:374-388.
[4] IANNUZZI D, CICCARELLI F, LAURIA D. Stationary ultra capacitors storage device for improving energy saving and voltage profile of light transportation networks[J]. Transportation Research Part C:Emerging Technologies, 2012, 21(1):321-337.
[5] 刘炜. 基于超级电容的城轨再生制动能量存储利用研究[D]. 成都:西南交通大学, 2011.
[6] 邓文豪. 城市轨道交通地面型超级电容储能系统关键技术的研究[D]. 北京:中国铁道科学研究院, 2010.
[7] 赵坤, 王椹榕, 王德伟, 等. 车载超级电容储能系统间接电流控制策略[J]. 电工技术学报, 2011, 26(9):124-129. ZHAO K, WANG Z R, WANG D W, et al. Indirect current control strategy of on-board supercapacitor energy storage system of railway vehicle[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(9):124-129.
[8] 王迅. 城市轨道交通车载超级电容储能系统控制策略的研究[D]. 北京:北京交通大学, 2010. WANG X. Study the control strategy of energy saving system with super capacitor on-board of railway vehicle for urban mass transit[J]. Beijing:Beijing Jiaotong University, 2010.
[9] 胡斌. 城市轨道交通地面式超级电容储能装置控制策略研究[D]. 北京:北京交通大学, 2014. HU B. Study on urban rail transit wayside super capacitor energy storage device control strategy[J]. Beijing:Beijing Jiaotong University, 2014.

[1]	杨孝杰, 王海云, 蒋中川, 宋章华. 应用于飞轮储能的BLDC电机功率双向流动策略设计[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2233-2240.
[2]	高峻泽, 柳亦兵, 周传迪, 何海婷, 武鑫. 飞轮用永磁悬浮轴承的磁路设计及磁力解析模型[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(5): 1437-1445.
[3]	周勇, 陈香玉, 简霖, 王扶辉, 田德高, 韩传军. 游梁式抽油机飞轮储能系统设计及实验[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(2): 593-599.
[4]	李树胜, 王佳良, 李光军, 汪大春, 崔亚东. MW级飞轮阵列在风光储能基地示范应用[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(2): 583-592.
[5]	陈玉龙, 武鑫, 滕伟, 柳亦兵. 用于风电功率平抑的飞轮储能阵列功率协调控制策略[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(2): 600-608.
[6]	于苏杭, 郭文勇, 滕玉平, 桑文举, 蔡洋, 田晨雨. 飞轮储能轴承结构和控制策略研究综述[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1631-1642.
[7]	贾翔宇, 汪军水, 徐旸, 张剀. 接触参数对储能飞轮转子碰摩行为的影响[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1643-1649.
[8]	戴兴建, 胡东旭, 张志来, 陈海生, 朱阳历. 高强合金钢飞轮转子材料结构分析与应用[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1667-1673.
[9]	张兴, 阮鹏, 张柳丽, 田刚领, 祝保红. 飞轮储能装置性能测试[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1674-1678.
[10]	何林轩, 李文艳. 飞轮储能辅助火电机组一次调频过程仿真分析[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1679-1686.
[11]	李红, 储江伟, 孙术发, 李宏刚. 车载电磁耦合飞轮储能系统的特性[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1687-1693.
[12]	张兴, 阮鹏, 张柳丽, 李娟, 田刚领, 胡东旭, 祝保红. 飞轮储能在华中区域火电调频中的应用分析[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1694-1700.
[13]	兰晨, 李文艳. 两种变厚度空心储能飞轮的应力特性[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(3): 1080-1087.
[14]	祝保红, 李光军, 李树胜, 崔亚东. 基于储能飞轮的油井发电机功率补偿与节能应用[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(3): 1088-1094.
[15]	李红, 储江伟, 孙术发, 刘贺. 车用飞轮混合动力系统的应用进展[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 534-543.

基于飞轮储能技术的城市轨道交通再生能回收控制策略研究

The study of control strategy for urban mass transit based on flywheel energy storage system

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价