• ISSN 0258-2724
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新型供电方式有轨电车运行能耗优化方法

李奇 黄涛 苏波 黄文强 赵子涵 陈维荣

李奇, 黄涛, 苏波, 黄文强, 赵子涵, 陈维荣. 新型供电方式有轨电车运行能耗优化方法[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1133-1140. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190585
引用本文: 李奇, 黄涛, 苏波, 黄文强, 赵子涵, 陈维荣. 新型供电方式有轨电车运行能耗优化方法[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1133-1140. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190585
LI Qi, HUANG Tao, SU Bo, HUANG Wenqiang, ZHAO Zihan, CHEN Weirong. Energy Consumption Optimization Method for Novel Supply Mode in Tram Operation[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1133-1140. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190585
Citation: LI Qi, HUANG Tao, SU Bo, HUANG Wenqiang, ZHAO Zihan, CHEN Weirong. Energy Consumption Optimization Method for Novel Supply Mode in Tram Operation[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1133-1140. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190585

新型供电方式有轨电车运行能耗优化方法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190585
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFB1201003-019);国家自然科学基金(51977181);四川省科技计划应用基础面上项目(19YYJC0698);霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(171104)
详细信息
    作者简介:

    李奇(1984—),男,教授,博士,博士生导师,研究方向为轨道交通新能源技术、综合能源系统运行与控制等,E-mail:liqi0800@163.com

    通讯作者:

    陈维荣(1965—),男,教授,博士,博士生导师,研究方向为铁道电气化、供电监控技术以及燃料电池发电技术等,E-mail:wrchen@swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U482.1

Energy Consumption Optimization Method for Novel Supply Mode in Tram Operation

  • 摘要: 针对无接触网新型供电方式有轨电车运行能耗的问题,研究了一种在储能容量有限的情况下降低运行能耗并提高再生制动能量回收的方法. 该方法在保证列车站间运行距离不变、站间运行时间在可行范围内、且满足超级电容吸收制动功率能力的前提下,通过重新分配牵引、惰行、制动3种工况执行的距离以及列车在牵引与制动工况的出力大小,计算出一条既实现节能又提高制动能量回收的列车目标运行曲线;最后使用该方法对某有轨电车实际运行线路进行优化. 仿真结果表明:在冗余时间内,该方法平均减少4%的运行能耗;同时超级电容在有轨电车制动过程中平均增加4%的制动回馈能量回馈,且能够安全运行.

     

  • 图 1  混合动力有轨电车电气拓扑

    Figure 1.  Electric topology of hybrid tram

    图 2  单区间运行能耗优化方法流程

    Figure 2.  Flow chart of single-interval energy consumption optimization method

    图 3  速度迭代方法

    Figure 3.  Speed iterative method

    图 4  单区间能耗优化前后对比

    Figure 4.  Single-interval energy consumption before and after optimization

    图 5  全区间运行能耗优化方法流程

    Figure 5.  Flow chart of full-interval energy consumption optimization method

    图 6  全区间能耗优化前后对比

    Figure 6.  Full-interval energy consumption before and after optimization

    图 7  优化前后对比

    Figure 7.  Several comparisons before and after optimization

    表  1  有轨电车参数

    Table  1.   Parameters of tram

    参数取值参数取值
    编组3M1T额定载客时
    总重/t
    73.2
    最高运营速
    度/(km•h−1
    70惯性系数0.05
    Aw/Bw/Cw2.59/0.091/
    0.000775
    传动效率/逆变器效率/%97/90
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    表  2  燃料电池、超级电容参数及配置

    Table  2.   Parameters and configuration of PEMFC and SC

    类型参数取值配置数
    燃料电池最大输出功率/kW1502 个
    工作电压/V550~762
    最大输出电流/A300
    超级电容额定容量/F16515 串,8 并
    等效串联电阻/mΩ10.9
    额定电压/V48
    最低工作电压/V24
    最大持续工作电流/A100
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    表  3  线路信息

    Table  3.   Line information

    站台编号站台位置/m最快到达时间/s停车时间/s
    1 0 0 30
    2 410 69.122 30
    3 1 460 76.169 30
    4 2 290 55.725 30
    5 2 790 47.117 30
    6 3 300 47.608 30
    7 3 805 46.815 30
    8 4 475 63.786 30
    9 5 535 70.387 30
    10 6 450 47.702 30
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-24
  • 修回日期:  2019-11-14
  • 网络出版日期:  2020-10-13
  • 刊出日期:  2020-12-15

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