鐵路功率調(diào)節(jié)器混合儲能控制方法

[作者：[法]伊夫·布魯內(nèi)特著 唐西勝譯

出版社：機械工業(yè)出版社

ISBN：9787111596226

出版時間：2018年05月

定價：79元] lt;E：＼太陽能學(xué)報＼學(xué)報2023＼2023-03＼儲能技術(shù)及應(yīng)用.jpggt;

中國鐵路的建設(shè)發(fā)展水平在世界范圍內(nèi)已經(jīng)處于領(lǐng)先地位，高速鐵路建設(shè)里程更是位于世界首位，鐵路運營的相關(guān)經(jīng)驗也已經(jīng)輸送到世界各國，為當(dāng)?shù)罔F路建設(shè)提供參考。進行鐵路電氣化改革后，與原有鐵路相比，載客量更大，運輸效率更高，延誤率更低。電氣化改革后鐵路的優(yōu)點顯而易見，但是能耗較高，供電質(zhì)量不穩(wěn)定等問題亟待解決。四象限脈寬調(diào)制是目前國內(nèi)鐵路系統(tǒng)中常見的電力控制方式，這種方式下，負序、制動能量回收再利用等問題成為制約鐵路系統(tǒng)低碳發(fā)展的重要因素?；诔夒娙輧δ芟到y(tǒng)的新型鐵路功率調(diào)節(jié)器可以在一定程度上緩解鐵路電氣化中存在的問題。為了系統(tǒng)研究超級電容及相關(guān)儲能技術(shù)，伊夫·布魯內(nèi)特編著了《儲能技術(shù)及應(yīng)用》，國內(nèi)由唐西勝譯著，在機械工業(yè)出版社出版發(fā)行。

《儲能技術(shù)及應(yīng)用》一書以儲能技術(shù)及其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用為主要脈絡(luò)，整理了當(dāng)前的主要儲能技術(shù)，并對儲能技術(shù)的性能特點、材料、關(guān)鍵技術(shù)以及在典型應(yīng)用系統(tǒng)中的技術(shù)經(jīng)濟性進行了簡要分析，介紹了儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)等方面的應(yīng)用。全書共有九章，其中，第一章介紹了各種儲能技術(shù)在不同電力場景中的應(yīng)用原理和相關(guān)原則，初步幫助讀者了解儲能系統(tǒng)。第二章對各種交通運輸系統(tǒng)中的能源控制技術(shù)進行闡述，加強了讀者對鐵路能源控制系統(tǒng)的認知了解。在第八、九章重點講解了電化學(xué)儲能系統(tǒng)和超級電容器，為鐵路功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究提供了理論參考。

鐵路功率調(diào)節(jié)器的作用是通過對牽引變壓器出口的有功功率進行有效分配，解決兩相或單相技術(shù)中電能穩(wěn)定性及質(zhì)量的相關(guān)問題。功率調(diào)節(jié)器還可以對各相產(chǎn)生的無功和諧波進行獨立補償。在現(xiàn)行的鐵路系統(tǒng)中，電氣化機車通常運用高速交流機進行車輛制動。而通常情況下，交流機的兩臂都處于再生制動狀態(tài)，并產(chǎn)生較多的制動能量。這種情況下，鐵路功率調(diào)節(jié)器就無法將產(chǎn)生的能量有效進行轉(zhuǎn)移利用，而只能將能量運回電網(wǎng)中。在高速系統(tǒng)目前的供電技術(shù)中，牽引負荷的峰值功率有逐漸變高的趨向，在牽引變壓器保持不變的情況下，運行中就會降低變壓器的利用效率。鐵路功率調(diào)節(jié)器雖然可以通過對兩臂有功功率的平衡對變壓器效率進行提升，但無法將波谷時的存儲功率用于峰值時期，所以在解決牽引變壓器低利用率問題上稍顯遜色。而超級電容在解決再生制動能源利用和牽引變壓器利用率等問題方面起到了很大作用。所以對超級電容等儲能技術(shù)的研究十分必要。

超級電容用于鐵路功率調(diào)節(jié)器中對鐵路系統(tǒng)供電質(zhì)量和效率進行改善時，其重要作用是作為一種儲能裝置對機車運行時產(chǎn)生的再生制動能量進行及時的儲存或釋放，在此過程中也會配合鐵路功率調(diào)節(jié)器對牽引變壓器進行功率調(diào)節(jié)，包括收集供電波谷時的功率供給波峰時使用，防止牽引變壓器的功率峰值過高對變壓器產(chǎn)生損害。本書著重介紹了超級電容器的工作原理，并介紹了依據(jù)工作原理設(shè)置的主要參數(shù)，在應(yīng)用于鐵路供電系統(tǒng)中時，需要兼顧效率和經(jīng)濟性，所以在電容器組容量配置時也會有所考量。此外，還介紹了超級電容器作為混合電力系統(tǒng)的工作原理，幫助讀者更好地理解其在鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用。了解了超級電容器的工作原理和相應(yīng)設(shè)置后，在設(shè)計新型鐵路功率調(diào)節(jié)器時，設(shè)計者需要考慮的就是如何將兩者結(jié)合的效率發(fā)揮到最大。在控制變壓器功率進行功率轉(zhuǎn)移時，鐵路功率調(diào)節(jié)器處于工作狀態(tài)，如果超級電容器處于既不放電也不充電狀態(tài)時，在進行直流母線的電壓穩(wěn)定控制時，就需要使用雙向變換器，此時超級電容器會因為放電維穩(wěn)而處于失控放電狀態(tài)，長期這樣不利于供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以功率控制方式可以改為直流母線電壓控制由其他變電器進行，在保證鐵路功率調(diào)節(jié)器兩臂功率轉(zhuǎn)移穩(wěn)定的同時，保護超期電容器的總放電量。通過這樣的方法可以解決變壓器功率利用率低等相關(guān)問題。

鐵路運輸系統(tǒng)對國家經(jīng)濟發(fā)展有重要保障作用，也為居民出行提供便利。電氣化儲能系統(tǒng)有利于提升鐵路運輸?shù)恼w效率，超級電容器的出現(xiàn)可以解決鐵路電氣化過程中出現(xiàn)的供電質(zhì)量低下、電力運行效率低下等突出問題。本書對于超級電動器這種儲能技術(shù)的講解值得相關(guān)人員學(xué)習(xí)研究。