地铁列车再生制动节能仿真研究VIP专享VIP免费

3/200841地铁列车再生制动节能仿真研究张文丽，李群湛，刘炜，解绍锋（西南交通大学电气工程学院，四川成都610031）摘要：地铁列车发展初期，列车制动时仅选用车载电阻制动加机械制动，但是这样造成了环境温度的升高，不利于能源的充分利用，不能达到较好的节能效果。通过软件仿真数据，在不同运行图下，分析了列车采用电阻制动和再生制动方式下能量节省的变化，从而选择更为经济的方案。关键词：再生制动；电阻制动；车载电阻制动；地面电阻制动中图分类号：U260.359：文献标识码A文章编号：1671-8410(2008)03-0041-04SimulationResearchonEnergySavingSchemeofMetroVehicleRegenerativeBrakingZHANGWen-li,LIQun-zhan,LIUWei,XIEShao-feng(CollegeofElectronicEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China)Abstract:Intheprimaryperiod,onlyresistancebrakingandmechanicalbrakingareadoptedbymetrovehicles.Itwillbringthetemperatureandenergylossincreasingandisnotgoodforenergysaving.Withthesimulationdataandunderthedifferentworkingdiagramsofvehicle,wecalculateandanalyzechangesofsavingenergywithregenerativebrakingorwithresistancebraking.Resultsshowthatregenerativebrakingismoreeconomical.Keywords:regenerativebraking;resistancebraking;brakingresistanceonvehicle;brakingresistanceonground0引言随着我国经济的迅速发展，城市交通拥挤状况日保持恒定的性能。地铁列车的制动系统包括电制动和机械制动。当地铁列车开始制动时，通常采用电制动，牵引电机由电动机状态转换成发电机状态，将车辆行进的动能转换成电能产生制动力。当速度降到一定值时，再由电制动换成机械制动。采用电制动，将再生的能量反馈到支流牵引网，供其它列车使用，称为再生制动。但是这部分电能一般不能完全被线路上其他正在运行的车辆吸收，而这部分多余电能会引起直流牵引网电压的升高。直流牵引网电压升高到一定程度，其结果可能是灾难性的。为此需要设置消耗电阻，将电网电压控制在额定值。利用电阻消耗再生制动电能的情况即称为电阻制动。本文主要介绍地铁列车采用电制动时，合理配置制动电阻，通过调整运行图，达到能量充分利用，节省益严重。地铁是现代化大都市的标志之一，具有快捷、舒适、安全和载客量大的优势，能有效缓解城市交通的紧张状况。由于采用电力能源做动力，无污染，噪声小，地铁成为发达城市的市内交通的主力军[1]。由于站间距离短，调速及停车频繁，而车辆起动和制动时间短，运行速度高且必须保证安全运行，要求地铁列车制动系统性能稳定、动作快、制动距离短、操作简单灵活、调速停车平稳和准确；同时，由于地铁车辆自重轻，乘客上下对车辆重量影响大，因此，制动系统必须在各种情况下使车辆制动率不随载荷变化，始终收稿日期：2008-03-11作者简介：张文丽(1977-)，女，在读硕士研究生，专业为电力系统自动化，研究方向为轨道交通仿真与优化。42地铁列车再生制动节能仿真研究3/2008资源的效果。1地铁列车制动方式目前采用电阻消耗再生能量的方式有2种：车载制动电阻和变电所处安装地面制动电阻。图1车载电阻制动方式示意图Fig.1Schematicdiagramofresistancebrakingonvehicle图2变电所地面电阻制动装方式意图Fig.2Schematicdiagramofsubstationresistancebrakingonground图1示出车载电阻制动方式[2]，为1台逆变器驱动2台牵引电机。当列车开始制动，电机作为发电机运转，产生再生电能，除去列车自身消耗的能量外，由控制系统打开车载电阻，消耗剩余电能。车载电阻制动是比较成熟的技术，结构简单，控制方便，制动力稳定，不受电网电压及是否有制动负载吸收的影响。北京地铁初期发展采用的8K型列车即采用车载电阻制动。但是这种方式增加了车辆的重量和复杂程度，且产生的热量不易排出，容易使得隧道和站台的温度过高，增加了站内环控系统的负担，进而影响各种电气设备的性能。对车载设备而言，其运行环境比地面环境恶劣，因此对其体积、重量和可靠性等都有严格的要求。且车载设备只能供本车使用，使用效率较低。车载电阻可保护列车...