城市軌道交通再生制動能量回收系統(tǒng)研究畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-20 22:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 裝置的技術(shù)和產(chǎn)品成熟，在國外已經(jīng)有在線運營的工程實例。目前比較成熟的產(chǎn)品供貨商主要有西門子、ABB、日立等。 三種方案比較 電阻耗能裝置，優(yōu)點是控制方法簡單、使用壽命長、價格相對較低、穩(wěn)定可靠、技術(shù)經(jīng)驗成熟等。其缺點是浪費能源、熱污染、能量綜合使用率低、增加通風(fēng)設(shè)備供電負擔(dān)。 超級電容儲能裝置，優(yōu)點是充放電速度快、容量大、環(huán)保性強、起到節(jié)約能量的效果。缺點是控制方法復(fù)雜、價格較貴、重量大、體積大、不利于在車輛上或變電所上安裝、國內(nèi)技術(shù)不夠成熟、產(chǎn)品的可靠性和可維護性不夠。 逆變回饋裝置，優(yōu)點是節(jié)能效果好、環(huán)保性強、減少制動電阻容量、不需要額外的儲能器件直接回饋至電網(wǎng)。缺點是價格較貴、控制較復(fù)雜。在歐洲、日本均有成功的應(yīng)用，但造價相對較高，對系統(tǒng)有一定的諧波影響，但可通過選擇合適的濾波器，可以合理抑制諧波水平。目前，業(yè)界普遍認為逆變回饋型再生制動能量吸收裝置是該類技術(shù)的發(fā)展方向，國內(nèi)比較有實力的公司和研究機構(gòu)，如株洲時代、許繼電氣等都在進行產(chǎn)品研發(fā)。三種再生制動方式的簡單綜合指標(biāo)比較見表23。表23再生制動技術(shù)比較類型電阻耗能型電容儲能型逆變回饋型能否滿足地鐵再生能量負荷特性能夠適應(yīng)能量有限，需要多套并聯(lián)能夠適應(yīng)節(jié)能效果差較好較好對系統(tǒng)影響無無逆變至35KV側(cè)會產(chǎn)生一定諧波影響能量吸收方向無能量回饋直流電網(wǎng)交流電網(wǎng)國產(chǎn)化可以需要進口能夠國產(chǎn)工程應(yīng)用經(jīng)驗比較多國內(nèi)比較罕見使用壽命20年10年10年以上環(huán)境影響大小小成本較高高高 基于電阻制動和逆變回饋制動的優(yōu)缺點，本文采用逆變電阻混合型再生制動方案。采用此方案的優(yōu)勢：第一、對比純逆變裝置，減小了裝置容量，從而提高了經(jīng)濟性。第二、加入電阻制動作為后備吸收裝置，提高了系統(tǒng)可靠性。第三、發(fā)揮節(jié)約能源的作用。 當(dāng)?shù)罔F處于再生制動運行狀態(tài)時，牽引網(wǎng)電壓升高，混合型能量吸收裝置設(shè)置兩個啟動值，當(dāng)電壓升高到1650V時，啟動逆變回饋裝置，將吸收的電能轉(zhuǎn)換成380V三相交流給地鐵站用電的動力照明系統(tǒng)供電，牽引網(wǎng)電壓降低維持在電壓允許的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)罔F行車密度較小時，同一時間段內(nèi)制動產(chǎn)生的能量較多，超過了逆變回饋裝置或逆變能量消耗端可以消化的能量，雖然啟動了逆變回饋裝置，但電壓依舊在升高，如果網(wǎng)升高至1750V時，啟動制動電阻，吸收逆變回饋裝置飽和后多余的能量，從而保證了，牽引網(wǎng)的安全運行。當(dāng)電壓小于1750V時，先退出電阻制動裝置，若電壓又繼續(xù)降低至1650V時，逆變回饋裝置退出。電阻制動不僅起到二次吸收能量的作用，同時為保證牽引網(wǎng)的可靠運行，若逆變回饋裝置故障，電阻制動作為后備吸收裝置將啟動，以穩(wěn)定網(wǎng)壓。 本章小結(jié)本章首先簡介紹城市軌道交通的交通制式及地鐵供電系統(tǒng)。針對再生制動能量利用吸收的方案的優(yōu)劣性進行比較分析，提出逆變電阻混合型制動方案。第3章混合逆變電阻制動系統(tǒng)設(shè)計圖51為逆變電阻混合型制動系統(tǒng)控制策略。車輛制動牽引網(wǎng)壓監(jiān)測信號啟用電阻吸收裝置監(jiān)測網(wǎng)壓不啟動/退出逆變并網(wǎng)裝置，監(jiān)測網(wǎng)壓牽引網(wǎng)壓是否大于電壓設(shè)定二級值NY不啟動/退出電阻吸收裝置，監(jiān)測網(wǎng)壓YN能量吸收結(jié)束，安全制動牽引網(wǎng)壓是否大于電壓設(shè)定一級值 圖31為逆變電阻混合型制動系統(tǒng)控制策略當(dāng)車輛制動時，電壓監(jiān)測設(shè)備檢測牽引網(wǎng)電壓高于1650V時，啟動逆變裝置，電能得以吸收電壓下降。若制動能量較大，超過逆變裝置吸收容量，電壓會繼續(xù)升高。當(dāng)牽引網(wǎng)電壓升高到1750V時，啟動電阻吸收裝置，吸收多余的能量。當(dāng)多余的能量被吸收后，電壓回落判別是否低于1750V，若低于則退出電阻制動裝置。當(dāng)電壓再次降落低至1650V時，退出逆變并網(wǎng)裝置。同時，當(dāng)檢測逆變裝置設(shè)備發(fā)生故障時，電阻制動作為后備吸收裝置啟
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