城市轨道车辆电气制动能量建模及仿真.pdf

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城市轨道建、、城市轨道车辆蔚,方宇师藩融奄.,:。.遗⋯。。弘。0铩聇≈廿臼ァ<危唷隆諁÷蕊频繁的启动和制动是城市轨道交通车辆运行的最大特点。城市轨道车辆制动以电气制动为主,机械制动为辅。当车辆进站嚎J贾贫保R缁敕电工况,通过电气制动使列车减速。如果此时牵引网电压小于最高允许电压,则车辆向牵引网反馈电能并供其他列车吸收使用,实现再生制动;当牵引网电压高于允许最高电压值,车辆制动电能不再回馈给牵引网,而通过车载电阻制动方式以热能方式释放。在电阻制动中不仅浪费了电能,并且由此产生的热量散发到地铁隧道内或空气中,使隧道内温度逐年升高,这给列车的运行带来诸多安伞隐患。在当前国际和国内能源短缺时期,针对电阻制动带来的问题,国内外研究人员纷纷着手研制各种车辆电阻制动能量回收利用装置,主要方式包括将车辆制动能量逆变至中压网络、低压负荷、蓄电池储能、电容储能、高速飞轮储能、低速飞轮储能等‘溽’ⅰ妗⑺蘩虾9こ碳际醮笱С鞘泄斓澜煌ㄑг海虾摘要:通过分析城轨车辆在电气制动过程中发生再牛制动及电阻制动的条件,并且根据车辆妒浚彩Γ饕Q芯的编组、线路、载重、运行策略、运行图、牵引供电等基本因素。在单车牵引计算模型及多车运行的方向为城市轨道车辆电力牵引供电网络模型的基础上,建市丫城轨车辆电气制动能量分布模型,并进行了实例仿真计算。仿真”⋯柏Α计算结果表明。在相同的线路及车辆条件下,⒊滴矢舻脑龃螅帽嚷手鸾ゼ跣。坏狈⒊导涓粼保缙贫芩绝大多数消耗在制动电阻上。该制动能付分布模型可以为各种城市轨道交通制动能量回收方法提供理论支持,还騬以为各种制动能苗回收装置提供装置选型等方面的依据。关键词:城市轨道车辆;再生制动;电阻制动;能量同收;仿真中图分类号:.:文献标识码:恼卤嗪牛,—一年第年机车电传动鹭灰作者简介:师蔚。,;收稿日期:—皇招薷母迦掌冢基金项目:匀豢蒲Щ鹣钊;上海市氘嚣琒:’,琹瑀,瑃。獀..;一。取”。÷
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城市轨道车辆能耗分析鞘泄斓乐贫芰磕P头治城轨主变电所城轨主褒蝴车辆再生制动和电阻制动的能量分配模型则是研究各种制动能量回收方法的理论依据。文献】利用对城市轨道车辆驱动和储能系统进行了建模仿真,但是在数学建模中,只考虑了车辆的运行状态和牵引电机特性,没有考虑再生制动与电阻制动分配比例。文献【抗菇顺鞘泄斓澜煌ü┑缦低衬P筒⒔行了仿真,但并没有考虑再生制动对该模型的影响。上述理论研究均没有全面考虑城市轨道车辆多车线路运行和制动的复杂工况,数学建模和仿真研究不够全面。本文主要特点在于分析了单车牵引能鼍模型,并充分考虑车辆在牵引网络中再生制动发生条件,在多车运行的牵引供电网络模型基础状味猿鞘泄斓交通车辆电气制动能量进行建模及仿真。城市轨道交通车辆用电主要分为辅助用电及牵引主电路用电两部分,如图尽8ㄖ玫缰饕9└辆照明、通风、空调、空气压缩机、控制电路等部分,这部分用电功率相对恒定;而牵引主电路与牵引网功率交换大小则由列车处于何种工况决定,必须首先分析单车牵引能耗。单车牵引能耗主要根据车辆的编组、牵引特性、线路等基本参数的列车牵引计算得到,不考虑线路其他列车情况。牵引计算模型中将列车视作均匀质点链,不考虑列车进行紧急制动情况,主要使用电气制动,当速度低于一定速度