基于牵引功率前馈的车载混合储能系统动态功率分配策略.pdfVIP

产业研究·建筑交通 C HANYE YANJIU·JIANZHU JIAOTONG 基于牵引功率前馈的车载混合储 能系统动态功率分配策略 石旭羽 *，王欣 （湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南　株洲　412007） 摘　要： 针对城市轨道交通牵引制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题，采用 车站地面式电池与车载超级电容构成的混合储能系统平抑直流牵引网功率波动，并根据电池和超级电容特性 的不同，采用模糊推理系统和低通滤波法实现储能装置的动态功率分配，在传统双闭环控制策略基础上提出 一种基于列车牵引功率前馈的混合储能系统动态功率分配策略。基于列车牵引功率前馈的控制策略可有效获 取列车牵引功率需要，并实时监测储能装置的荷电状态（SOC），合理控制储能装置的充放电，防止过冲、过 放现象，且有效抑制牵引网功率波动。最后在MATLAB/simulink中对所提出的协调控制策略进行仿真验证。 仿真结果表明，所提出的协调控制策略真实有效。 关键词： 混合储能系统；功率分配；荷电状态；协调控制 中图分类号: TM714.1　　　　文献标志码: A　　　　DOI: 10.19335/j.cnki.2095-6649.2022.03.032 本文著录格式：石旭羽，王欣.基于牵引功率前馈的车载混合储能系统动态功率分配策略[J].新型工业化,2022, 12(03):99-105. [12] 0　引言 度，延长了电池寿命。文献 提出一种电池寿命量化模 城市轨道交通线路不仅能耗巨大且对运行电压也 [13-14] 型，有效提高了电池使用次数与寿命。文献 提出基 有较高的要求，为实现城轨交通节能以及保证牵引网电 于滤波器或基于频率的简单功率分配策略。其缺陷是引 压安全，一般会在直流牵引网采用储能的方式回收多余 入了较大的相移，虽然使得电池电流和损耗有效降低， 的制动能量。但由于单一器件的储能系统一般难以同时 但是需要针对不同的负载需求调整滤波器设计中的截止 满足大功率、大能量的双重需求，为抑制牵引网电压的 频率或其他参数，并不是最佳功率分配解决方案。 急剧上升，常采用混合储能形式来满足大功率、大能量 目前常见的能量管理策略中低通滤波法效果好， [1-3] 的双重需求 。混合储能系统其功能主要是对牵引网 而且模糊推理基于规则并简化系统设计的复杂性，适 功率实现“削峰填谷”的作用。混合储能系统的输出侧 [15] 用于非线性、时变等系统 。因此在传统双闭环控制策 并联双向 DC/DC 变换器，根据负载功率需求调整各 略基础上提出基于牵引功率前馈的双闭环控制策略， 储能元件输出功率，通过控制策略分配各储能元件之 结合模糊推理系统和低通滤波法，通过实时监测储能 间的能量，因此如何提高牵引制动能