城市轨道交通电力系统再生能量分析-开题报告-文献综述-参考文献

（一）、国内外现状

随着我国城市轨道交通不断发展，技术的累积、经验的增加，我国城市轨道交通行业已逐步与世界接轨。特别是近些年代，我国城市人口和机动车数量飞速增长，在地面资源有限的情况下，大城市交通道路严重堵塞，秩序混乱，事故频发成为生活常态，从而使具有运量大、密度高、快捷舒适、污染轻、安全节能、占地少等特点的城市轨道交通被各城市优先选择。

国内外的城市轨道交通运行都具有站间数量多、距离短、制动和启动频繁等特点。而列车的频繁制动，却带来了严重的资源消耗。当前城轨列车普遍采用VVVF（Variable Velocity Variable Frequency变压变频）动车组列车，其制动分为电制动和空气制动，电制动又含电阻制动和再生制动。列车行进过程中，又以电制动为主，空气制动为辅。[1]

在电制动中的再生制动起作用时，城轨列车能够产生20%~40%的能量。这能量部分被列车吸收利用外，剩余能量由制动电阻发热损耗或被轨旁能量吸收装置吸收。[2]

（二）、当前存在的问题

传统的城轨列车电阻制动是将装置安装在列车底部。在行车间隔密度大时，电阻制动会在站区间产生大量的热量，使区间温度升高。[3]为使满足列车运行，增加了通风系统的负荷，造成了资源浪费。[4]可见传统列车电阻制动有以下不足之处：

 1、再生能量无法全部被列车吸收，需要通过安装在列车底部的制动电阻发热消耗掉或空气制动消耗，增加了能耗。[5] 2、制动产生的热量在区间内释放，升高了区间温度，增加了环控设备负荷。[6]

为了控制通风系统的负荷，更有效利用再生能量，各城市轨道交通相关企业进行了一系列研究开发。目前，城市轨道交通列车能力吸收主要以电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能型及逆变回馈型四种方案。[7]主要靠IGBT斩波器与吸收电阻相配合，电流通过电阻产生热量消耗掉，无法有效利用再生能量。[8]电容储能型主要利用IGBT逆变器吸收列车再生制动能量，将能量储存在电容器中，当附近列车需要时，释放能量，从而被利用。然而这种装置随着电容不断充放，使用寿命大大降低，运营成本较高。[9]飞轮储能型是利用飞轮的惯量将能量储存起来，技能效果好，但国内产品无法达到应用水平，故价格过于昂贵，成本太高。[10]逆变回馈型装置是利用三相变流器将再生直流电能逆变成工频交流电能反馈回交流电网，供其他负载使用，以达到节能的目的，国外应用较多，国内还没得到实际应用。[11]

（三）、研究方向

通过对各城市轨道交通运行方式及电力系统供电方式的分析研究，总结各再生能量利用方案的应用经验，选择合适的列车制动能量回收方案。将研究内容：

1、城市轨道交通电力系统中电源系统，牵引供电系统，动力照明系统，电力监控系统，城市轨道交通电力系统的电压等级的研究。[12]

2、对电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能型及逆变回馈型四种能量回收方案的比较分析。[13]

^范文提纲

摘要

绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3^范文主要研究内容

城市轨道交通再生制动分析

2.1城市轨道交通电力系统

2.1.1电源系统

2.1.2牵引供电系统

2.1.3动力照明系统

2.1.4电力监控系统

    2.1.5城市轨道交通电力系统的电压等级

2.2再生制动原理

2.2.1电阻耗能型

2.2.2电容储能型

2.2.3飞轮储能型

2.2.4逆变回馈型

2.3方案比选

    2.3.1各方案优缺点

2.3.2方案技术比选

2.3.3方案比选结论

2.4本章小结

第三章 牵引电力系统建模及分析

3.1 城市轨道交通牵引电力系统等效建模

3.1.1 变电站等效模型

3.1.2 牵引接触网模型

3.1.3 牵引供电系统等效模型

3.2 无储能牵引系统反馈再生制动能量利用分析

3.2.1 再生制动能量反馈牵引网利用

3.2.2 再生制动能量供辅助设备利用

3.3.3 逆变为交流电供地铁车站的交流负荷使用

第四章 总结与展望

参考文献

[1]许爱国.城市轨道交通再生制动能量利用技术研究[D].南京航空航天大学.2009

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[4]陈勇，刘承志，郑宁，等.基于逆变回馈的地铁再生制动能量吸收的研究[[J].电气化铁道，2011(3): 36-39

[5]陈丹.城市轨道交通新型供电系统的建模、仿真及控制策略的研究[硕士^范文].北京:北京交通大学.2007

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[7]Patrik Johansson Bjorn Andersson. Comparison of Simulation Programs for Supercapacitor Modelling. CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Gothenburg，Sweden，2008

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