地铁牵引系统再生制动能量吸收及利用方法研究
地铁再生制动原理
地铁再生制动原理随着城市的发展和人口的增加，地铁作为城市交通的重要组成部分，越来越受到人们的青睐。
然而，地铁作为一种大型交通工具，其制动系统的设计和运行也变得愈加重要。
再生制动作为一种新型的制动方式，不仅可以提高地铁的能效，还可以减少能源消耗和环境污染。
本文将介绍地铁再生制动的原理和实现方法。
一、再生制动的定义再生制动是一种新型的制动方式，其原理是将制动产生的能量转化为电能，并将其储存到电容器或蓄电池中，以便后续使用。
再生制动的优点在于，它可以将制动产生的能量回收利用，从而提高地铁的能效和节约能源。
同时，再生制动还可以减少制动时的噪音和减少制动器的磨损，从而延长地铁的寿命。
二、再生制动的原理再生制动的原理是基于电动机的工作原理。
当地铁行驶时，电动机将电能转化为机械能，从而驱动地铁运动。
而当地铁需要制动时，电动机就会反转，将机械能转化为电能，并将其送回到电容器或蓄电池中。
这样一来，制动产生的能量就得到了回收利用，从而提高了地铁的能效和节约了能源。
三、再生制动的实现方法再生制动的实现方法主要有两种：直接制动和间接制动。
直接制动是指将电动机的电源直接切断，从而使电动机反转并将制动产生的能量送回到电容器或蓄电池中。
这种方法的优点在于简单易行，但缺点在于制动效果不够理想，容易造成电机的损坏。
间接制动是指通过电阻器将电动机的电源接地，从而使电动机反转并将制动产生的能量送回到电容器或蓄电池中。
这种方法的优点在于制动效果更加理想，但缺点在于需要较多的设备和空间。
四、再生制动的应用再生制动在地铁中的应用越来越广泛。
目前，许多地铁公司都开始采用再生制动技术，以提高地铁的能效和节约能源。
例如，北京地铁采用了再生制动技术，其能效比传统地铁提高了20%以上。
上海地铁也采用了再生制动技术，其能效比传统地铁提高了15%以上。
随着技术的不断进步和应用的不断扩大，再生制动将会成为地铁制动技术的主流。
总之，再生制动作为一种新型的制动方式，不仅可以提高地铁的能效，还可以减少能源消耗和环境污染。
再生制动能量吸收装置在地铁中的应用
再生制动能量吸收装置在地铁中的应用摘要：轨道交通车辆制动往往产生巨大的能量，地铁新增运营线路时一般会对这些能量进行更好的吸收利用，这也是主要节能减排措施之一。
由于地铁运输这种交通方式一直以来都是我们城市中很多市民出行的主要选择之一。
因此，对于其中的各个组成部分进行研究都是极其重要的，地铁中的再生制动能量吸收装置在地铁的运行过程中能发挥出极其重要的作用。
关键词：再生制动能量吸收；地铁；应用1 地铁中再生制动能量吸收装置的工作原理在我们国家近些年的发展过程中，地铁再生制动能量吸收装置发展的已经是越来越广受越来越多人的青睐以及关注。
而且伴随着我们时代的发展，对于地铁再生制动能量吸收装置也是越来越重视，因此我们将分析一下地铁的再生制动能量吸收装置的工作原理，因为我们只有了解了它的原理，那么才能够在使用的过程中更加顺利，并且也能够为我们的使用提供非常多的方便。
其实这一装置的原理主要就是讲求连锁作用，这个连锁主要就是指的是当一些即将要启动。
或者是正在制动的车辆或者是车辆组首先生成一些制动能量。
然后它产生的这些制动能量当自身吸收不了的时候，那么它相邻的列车或者是他自身的电设备或者是其他的电设备就可以去消化吸收，如果要是这些电设备都消化不了的时候，那么轨道机车的制动电压将会非常快的上升。
因为我们知道，列车组在行进的过程中一定要控制起制动电压，这样的话才会使其能够更好的行驶并且也能够保证行驶过程中的安全。
因此在电压上升的时候，就会有一些专业的工作人员去测控电压的上升程度，然后如果要是电压上升到一定的程度或者是列车所能供给的额度之后，那么这个时候在政治动设备就会发挥出它特有的能量，然后就开始进入了一种特定的工作状态。
然后在这个再生制动设备工作的过程中，就会把多余的电能给消耗掉，然后用这些多余消耗的电能去对车辆进行制动。
但是在其工作的过程中，为了能保证充分的利用车辆在行驶以及制动过程中所消耗的电能，都开始不断地研究制动能量回收利用模式装置，这样不仅可以一定程度上将多余的能量进行回收利用，同时也可以节省一部分的能源。
城市轨道交通再生制动能量吸收装置研究
电阻消耗型吸收装置可以分为车载电阻和地面电阻。
车载 电阻 目 前 已广泛应用于国内外的轨道交通车辆。 当列车再生
逆变回馈型再 生制动 能量吸收装置技术成熟 ，控制简单 ，可靠性
高， 且设备国产化水平高，适合我国城市勒道交通工程实际需求。由于 Ａ Ｃ ３ ８ ０ Ｖ电网容量有限，逆变装置可能无法将再ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能量完全吸收，并且
㈡ 飞轮储能型
断电压时 ，即 Ａ Ｃ ３ ８ ０ Ｖ电网达 到电压规定值 ，或者逆变装置出现故障，
则 电阻吸收装置开始工作，对制动能量进衙 肖 耗， 确保 安全。
四、结语
逆变一电阻混合型能量吸收装置 安全可靠 ， 优 势突出。当牵 引电
飞轮储能型吸收装置同样 具有储存能量和稳定 电压两种功能。装
术成
缺 点
：
、
制 动 能 量 以 热 能 的 形 式 散 失 导 致 习 Ｉ ￡ 温 度 上 升 ， 通 风 空 调 装 ＿ 】 主 历 豪 升 罗 明 。 张 晓 蕾 ． 制 动 能 Ｉ Ｉ Ｊ ｇ ｝ ｌ 燃置 的 选 最 及 ＿ 其 癌 ｛ ｌ 毗 净 薪 ｊ
一 ． 妯 牛 椿 。 枣 。 ， 、 、 壮
逆变回馈至 Ａ Ｃ ３ ８ ０ Ｖ交流 电网 ， 供城市勒道交通中的其他用电负荷 使
用 ；当再生制动能量吸收完成 ，电压恢复设定值以下，或者当车辆 由再 生制动变为牵引等其它工况时 ， 逆变回馈装置将停止工作。
（ － － － ）电阻耗能型吸收装 置
优点 ：控制原理简单 ， 成本较低，维护 工作ｌｚ Ｊ ，使用寿命长 ，技
制动时，能量回馈至牵引电网，引起牵引电网电压升高，电阻吸收装置 投＾ 工作 ，将多余的电能以热能形式散失。 地面制动 电阻技术和产品在国外 已被广泛应用 ，国内 已实现了国
地铁能馈再生制动能量利用原理
机车再生制动能量吸收利用方案2014年8月汇报内容一、机车再生制动能量吸收利用的意义机械能→电能机械能→热能机械能→热能将再生制动的能量回收再利用；可采用储能、回馈等方式。
减少隧道内热量的排放；减小环控动力负荷，节约环控投资。
减小机车轴重，增加了载客能力；节约车底空间，减小电气布线难度。
全被其它车辆和本车的用电设备吸收时，牵引网电压将很快上升，网压上升到一定程度1、电阻耗能型由于电阻装置将吸收的能量均以发热的形式消耗掉，装置顶部温度高，出现过烤化灯管等问。
(北京地铁15号线中段地下站的电阻室设置在地面，为封闭式房间，后改为栏杆形通过对北京已通线运行情况调查，电阻工作时会1、电阻耗能型2、逆变回馈型二、国内外技术现状2.12.2逆变回馈型再生电能利用装置的直流侧与牵引变电所中的整流器直流母线相联，其交流进3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）储能型再生制动能量吸收装置主要采用IGBT逆变器将列车的再生制动能量吸收到大容量电能释放出去并进行再利用。
电容储能装置原理图经初步估算，电容型装置在北京地铁的寿命约10年。
储能装置接线示意图储能单元3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）电容储能型应用情况：三、再生制动能量吸收利用方案比较1、中压逆变型装置接入系统方案①2、中压逆变型装置系统参数3、中压逆变型装置应用情况18变压器交流低压开关柜中压能馈装置4、设备实物照片-北京10号线二期-千驷驭-2000kW4、设备实物照片-14号线西段-时代电气-3600kW（间歇工作20s/120s）变压器双向变流器直流柜（隔离开关和电抗器）5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-10号线根据实测数据，十里河变电所能馈装置1月22-4月10日期间日均节能1724度。
5、实测数据分析-10号线根据实测数据，西钓鱼台变电所能馈装置1月22-2月1日期间日均节能1555度。
5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线五、发展方向展望。
城市轨道交通再生制动能量回收方案及控制技术研究
城市轨道交通再生制动能量回收方案及控制技术研究吉正华，江平，王文荣，杨海英(国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京 210003)Research on Absorb Project and Control Technology of Regenerative Braking Energy Inverter in Urban Rail TransitJI Zhenghua , JIANG Ping , Wang Wenrong , YANG Haiying （NARI Technology Development Limited Company，Nanjing , 210003)ABSTRACT：With the rapid development of urban rail transportation, how to absorb braking energy has been a significant task on economizing business cost. Based on the characteristics of braking energy on urban rail transit, this paper presents a new energy absorbing strategy, which uses super capacitor storing energy, thebi-directional DC/DC converter, and three phasesgrid-connected inverter to absorb and process braking energy. The strategy takes full advantage of regenerative braking energy. The control technology of thebi-directional DC/DC converter and three phasegrid-connected inverter is researched. Simulation results based on MATLAB show the correctness and feasibility of the proposed strategy.KEY WORD：urban rail transit; regenerative braking energy; bi-directional DC/DC converter; super capacitor; grid-connected inverter摘要：随着城市轨道交通的迅速发展，再生制动能量如何回收已成为地铁运营成本的重要课题。
试论城市轨道交通车辆再生制动原理
试论城市轨道交通车辆再生制动原理
城市轨道交通车辆再生制动原理是通过利用车辆运动的惯性能量和制动装置释放的能量，将其转化为电能储存起来，以供给车辆系统的其他部分使用，从而实现能量的回收与再利用。
在城市轨道交通运行过程中，车辆通常在满速行驶时需要减速或停车，而制动过程中产生的能量往往被耗散为热量，浪费了可再利用的能源。
再生制动的原理是通过将车辆的动能转化为电能，储存在能量回收系统中。
在车辆制动时，制动装置施加一定的力使车辆减速或停车，车轮与钢轨之间摩擦产生的能量被感应电动机吸收，并转化为电能。
被吸收的电能首先通过逆变器进行直流-交流的转换，然后通过整流装置将电能储存于高能量密度的电池或超级电容器中，以供给车辆其他部分使用。
再生制动系统的核心是车辆上装备的感应电动机，该电动机既可以作为驱动电机，帮助车辆加速，在该过程中提供一定的推力；又可以通过切换为发电机模式，在车辆制动时吸收能量并将其转化为电能。
通过控制感应电动机的工作模式和电流方向，可以实现制动和抱闸效果，并将能量转化为可用的电能存储。
在实际的城市轨道交通中，再生制动系统的应用可以显著提高能源利用效率，减少能源的浪费。
通过在车辆制动时将能量转化为电能储存起来，可以减少列车从静止状态重新起动时所需的能量，并降低由于频繁的加速、制动而造成的磨损和能耗。
再生制动系统还可以提供额外的制动力，减少制动距离，提高安全性能。
城市轨道交通再生制动能量回收系统研究毕业设计
城市轨道交通再生制动能量回收系统研究毕业设计目录第1章绪论 (2)1.1城市轨道交通的发展 (2)1.2再生制动能量回馈的意义 (2)1.3本文的主要内容 (3)第2章再生制动能量吸收利用技术 (4)2.1 城市轨道交通供电系统 (4)2.2城市轨道交通再生制动能量吸收方案 (5)2.2.1车辆制动方式 (6)2.2.2 电阻能耗型 (7)2.2.3 电容储能型 (7)2.2.4逆变回馈型 (8)2.2.5 三种方案比较 (8)2.3逆变电阻混合型主从配合方案 (9)2.4 本章小结 (10)第3章混合逆变-电阻制动系统设计 (11)3.1逆变-电阻制动系统 (11)3.1.1逆变-电阻型控制策略 (11)3.1.2 逆变-电阻型仿真分析 (13)3.2制动工况仿真分析 (15)3.3再生制动的能量计算 (18)3.3.1机车制动特性及计算步骤 (18)3.4 基于制动特性曲线的计算实例 (20)3.5 本章小结 (23)致谢 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 . (23)第1章绪论1.1城市轨道交通的发展随着社会经济的高速发展，城市人口密集度和流动度日益增加，现有的交通已经不堪重负，交通不便已成为制约社会经济发展的一大因素，同时造成大中城市居民出行难坐车难的现象。
机动车辆的增长，导致交通更加拥堵，同时造成了大气污染和噪声污染。
城市轨道交通具有运量大、速度快、空间利用合理、污染少等特点，因此它受到世界各国的青睐。
大力发展城市轨道交通已成为各国解决城市交通拥堵问题的重要手段。
我国城市轨道交通发展比较滞后，近年来国家己充分认识到发展城市轨道交通的重要性，各大省会城市均已修建地铁或整改规划地铁线，而特大城市已开始发展轨道交通的网络化建设。
列车再生制动能量回收的方法及分析-推荐下载
列车再生制动能量回收的方法及分析城市轨道交通是耗电大户。
而如何高效利用电能是目前城市轨道交通节能技术的关键问题。
车辆在运行过程中，由于站间距一般较短，因此要求起动加速度和制动减速度比较大，并具有良好的起动和制动性能。
城轨交通供电系统一直采用二极管整流技术实现交流电源到直流牵引电源的转换，特别是采取24脉波整流技术后，与电网的谐波兼容问题得到较好地解决。
该技术虽然可以较好地满足车辆牵引取流的需求，但是此类系统存在以下问题：（1）只能实现能量的单向流动，对于需要频繁起动和制动的地铁、轻轨等交通工具，制动能量的回收有着很大的潜力。
车辆再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30％甚至更多。
而这些再生能量除了按一定比例(一般为20％～80％，根据列车运行密度和区间距离的不同而异)被其它相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被车辆的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。
如果在一列地铁列车刹车时附近没有其他列车加速运行，那它所回馈的电能中只有30％～50％能被再次利用(尤其是在低电压、高电流的网络系统里)。
如果当列车发车的间隔大于10 min时，再生制动能量被相邻列车吸收重新利用的概率几乎为零。
（2）由于制动电阻的发热引发站台和地下隧道热量积累、温度上升，某些城轨系统隧道温度高达50℃，不得不加大通风设备的容量，造成严重的二次能耗；（3）对于车载制动电阻模式制动电阻增加车体自重造成的电能消耗十分可观；（4）牵引网上同时在线运行的车辆有十几对甚至几十对，负荷的变化造成牵引网压波动严重，不利于车辆平稳、可靠运行。
可见车辆的制动能量至今还是一种没有被很好地开发利用的能量。
目前,在我国大力提倡节能降耗的形势下，城轨供电系统的发展进度已滞后列车车辆技术的发展，多个待建的城市轨道线路，如无锡、苏州、长沙、西安、深圳和广州等多条线路，都提出了对现有牵引供电系统进行技术改造的需求或者是寻求更好的储能装置去回收这些多余的再生能量。
试论城市轨道交通车辆再生制动原理
试论城市轨道交通车辆再生制动原理城市轨道交通车辆再生制动是指在列车行驶中通过转换系统将列车的动能转化为电能，并反馈给电网或电池进行储存，从而达到节能减排的目的。
下面将从原理、设备和效果三个方面进行详细介绍。
一、再生制动的原理再生制动利用列车制动时产生的动能来发电，实现能量的再利用。
当列车制动时，电机变为发电机，将动能转化为电能。
在传统的非再生制动中，电能会转化为热能通过制动电阻散失，而再生制动则将这部分电能通过转换系统反馈给电网或电池，实现能量的回收和储存。
再生制动的过程可以分为四个步骤：制动开始、制动增加、制动减小和制动停止。
当制动开始时，列车的动能开始转化为电能，电能通过逆变器经过滤波进行处理后，反馈给电网或电池进行储存。
随着制动力的增加，电能的回收效果也会越好。
当制动减小时，电能回收的效果也会相应减小。
在制动停止的过程中，列车将停止制动，转换系统也不再进行能量的回收。
二、再生制动的设备再生制动需要通过一些设备来实现，主要包括逆变器、滤波器、电池储能装置和转换系统等。
逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置，可以将电机产生的直流电转化为交流电，以供电网使用或储存到电池中。
滤波器主要用于对逆变器输出的电能进行滤波处理，使得输出的电流更平稳，减少对电网的干扰。
转换系统是连接逆变器、滤波器和电池储能装置的关键部分，它负责将列车动能转化为电能，并将电能传输给逆变器进行处理，最后将处理后的电能反馈给电网或储存在电池中。
三、再生制动的效果再生制动可以在一定程度上减轻列车制动时的机械磨损，延长列车的使用寿命。
通过回收和利用制动时产生的电能，再生制动可以实现能量的再利用，节约能源。
根据实际的测试数据，再生制动可以降低列车能耗约10%至30%。
再生制动还可以减少空气污染物的排放，改善城市空气质量。
由于能量的回收和利用，再生制动可以减少列车制动时因制动电阻散失而产生的热量，降低了列车内部温度的上升，减少了空调设备的能耗和使用频率。
电动牵引车的能量回收与再利用技术研究
电动牵引车的能量回收与再利用技术研究随着环境保护意识的增强，电动牵引车的应用正在逐渐普及。
与传统燃油牵引车相比，电动牵引车在能源利用上具有很大的优势。
然而，电动牵引车的能量回收与再利用仍然是一个亟待解决的问题。
本文将探讨电动牵引车的能量回收与再利用技术研究，并提出一些解决方案。
为了有效回收和再利用电动牵引车的能量，我们首先需要了解能量的流动和转化过程。
电动牵引车的能量主要来自电池组，通过电动机将电能转化为机械能，推动车辆行驶。
然而，在牵引车行驶过程中，产生了大量的能量消耗，其中包括制动能量、惯性能量和局部空气动力学能量。
这些能量通常被浪费掉，成为能源的浪费。
目前，能量回收与再利用技术主要包括制动能量回收、惯性能量回收和太阳能光伏发电技术等。
制动能量回收是一项成熟的技术，其基本原理是通过电动机将车轮的动能转化为电能，再将电能存储在电池中用于驱动牵引车。
该技术可以显著提高能量的利用效率，减少对电池组的充电需求，从而延长电池的使用寿命。
制动能量回收系统主要由制动控制单元、逆变器和电池组组成。
制动控制单元通过检测车辆的制动状态，控制逆变器将车轮动能转化为电能，并存储到电池组中。
该技术可以在牵引车行驶过程中实时回收能量，提高能源利用效率。
惯性能量回收是利用电动牵引车减速过程中产生的能量回收系统。
当牵引车减速时，电动机不需要提供额外的能量，反而可以将车辆的惯性能量转化为电能，并存储到电池中。
该技术可以在减速过程中回收能量，减少对电池的充电需求，从而提高能源的利用效率。
惯性能量回收系统的关键是通过智能控制算法实现能量的精确感知和回收。
太阳能光伏发电技术是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。
在电动牵引车上安装太阳能光伏电池板，可以利用阳光直接提供电力，减少对电池充电的需求。
太阳能光伏发电技术具有可再生、环保、低噪音等优点，可以有效减少对电池的依赖，并提高电动牵引车的能源利用效率。
除了以上技术，还有其他一些新颖的能量回收与再利用技术值得研究。
成都地铁7号线列车再生制动能量吸收方案研究
表 １ 高 峰 小 时 下 列 车 翩 动 能 量 的 利 用 率 裹
如 果 考 虑 在 线路 沿 线设 置 合 理 的 再 生 电 能 吸 收 装 置 不 但
运 营 时 期 列 车 制 动 能 量 被 相 邻 车 吸 收 制 动 不 能被 相 邻 列车再 生制动能量吸收方案 目的及意义
为 实例 来说 明 列 车再 生 制 动 能 量被 相 邻 列 车 吸 收 利 用 的 比例
关 系 实 际的 系统 再 生 能 量 回馈 效 果 ，还 应 充 分 考 虑 实 际 列 车
城 市轨 道 交 通 是 解 决现 代城 市 交 通 拥 挤 、 保 护 城 市生 态 运 行 的 运 行 图波 动 ．在 多运 行 图供 电 系统 仿 真 的基 础 上 综 合 环 境 的 有 效 途 径 ，列 车 运 行 具 有 站 间 距 短 、运 行 速 度 快 、制 动
供 电 网 ，部 分 电 能 被 邻 近 运 行 的 车 辆 吸 收 ，多余 的 电 能 将 引 起
成 都 地铁 ７号 线 工程 为环 线 工 程 ，线路 全 长 ３８．６ｋｉ ｎ，设 置 牵 引 电 网 网压 的升 高 ．为 了避 免 这 种 情 况 的 发 生 。有 必 要 在 城
车站 ３１座 。全 地 下 车辆 段 ｌ座 ，全 地 下 停 车 场 １座 ，车 站 最 大 市 轨 道 交 通 牵 ；１系统 中设 置再 生 制 动 能 量 吸 收 装 置 。 由 于 列
考 虑 。 频 繁 等 特 点 。其 制 动 一般 为 空 气制 动 和 电 阻制 动 两种 。运 行 中
根 据 牵 引仿 真 计 算 ，全 线 运 营 中列 车制 动 产 生 的 能 量 与 时 速 ５ｋｍ／ｈ以 下 及 ７０ｋｍ／ｈ 以上 时 采 用 空 气 制 动 ． 时 速 ５— 列 车 由 牵 引 网获 取 的 电能 的 比 值 为 ４０．１２％ 。
列车再生制动能量回收方法及研究分析
列车再生制动能量回收地方法及分析城市轨道交通是耗电大户.而如何高效利用电能是目前城市轨道交通节能技术地关键问题.车辆在运行过程中，由于站间距一般较短，因此要求起动加速度和制动减速度比较大，并具有良好地起动和制动性能.城轨交通供电系统一直采用二极管整流技术实现交流电源到直流牵引电源地转换，特别是采取24脉波整流技术后，与电网地谐波兼容问题得到较好地解决.该技术虽然可以较好地满足车辆牵引取流地需求，但是此类系统存在以下问题：（1）只能实现能量地单向流动，对于需要频繁起动和制动地地铁、轻轨等交通工具，制动能量地回收有着很大地潜力.车辆再生制动产生地反馈能量一般为牵引能量地30％甚至更多.而这些再生能量除了按一定比例(一般为20％～80％，根据列车运行密度和区间距离地不同而异)被其它相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被车辆地吸收电阻以发热地方式消耗掉或被线路上地吸收装置吸收.如果在一列地铁列车刹车时附近没有其他列车加速运行，那它所回馈地电能中只有30％～50％能被再次利用(尤其是在低电压、高电流地网络系统里).如果当列车发车地间隔大于10 min时，再生制动能量被相邻列车吸收重新利用地概率几乎为零.b5E2R。
（2）由于制动电阻地发热引发站台和地下隧道热量积累、温度上升，某些城轨系统隧道温度高达50℃，不得不加大通风设备地容量，造成严重地二次能耗；p1Ean。
（3）对于车载制动电阻模式制动电阻增加车体自重造成地电能消耗十分可观；（4）牵引网上同时在线运行地车辆有十几对甚至几十对，负荷地变化造成牵引网压波动严重，不利于车辆平稳、可靠运行.可见车辆地制动能量至今还是一种没有被很好地开发利用地能量.DXDiT。
目前,在我国大力提倡节能降耗地形势下，城轨供电系统地发展进度已滞后列车车辆技术地发展，多个待建地城市轨道线路，如无锡、苏州、长沙、西安、深圳和广州等多条线路，都提出了对现有牵引供电系统进行技术改造地需求或者是寻求更好地储能装置去回收这些多余地再生能量.再生制动能量循环利用主要有储能和逆变两种方式:储能所采用地技术主要有蓄电池储能、电容储能、飞轮储能3种;而能量回馈所采用地技术主要是逆变至中压网络和低压网络两类.RTCrp。
再生制动能量利用方式的探讨
再生制动能量利用方式的探讨冯剑冰(广州市地下铁道总公司,510380,广州∥助理工程师)摘 要 介绍了世界轨道交通领域各种主流的车辆再生制动能量的利用方式,阐述了其中最适用于国内直流牵引系统的逆变和电容储能两种方式的技术细节,及其针对不同供电形式的适用性。
介绍了这两种利用方式在国外的应用情况,特别是国外采纳不同方式的出发点。
关键词 再生制动,逆变,电容储能中图分类号 U260.359On the U tility of R egenerating2brake E nergyFeng JianbingAbstract This paper introduces several ways of using the re2 generating2brake energy in rail2traffic field,and discusses the specification and applicability of the regenerating2brake energy, and of the capacitor2energy2storage in different power2supply modes,which have been practiced in many countries.This paper also introduces the motivations when the two technical ways are tested under different conditions in the world.K ey w ords regenerating2brake,inverting,capacitor2energy2storage Author’s address Guangzhou Metro Corporetion,510380, Guangzhou,China 地铁车辆无论采用传统的旋转电机或直线电机,其制动模式大多采用电气制动(再生制动/电阻制动)+空气制动(盘形制动/轮对踏面制动)互补的形式。
再生制动能量回收的方法
再生制动能量回收的方法1. 原理，再生制动的基本原理是通过电动机的反向工作将动能转化为电能。
当车辆制动时，电动机充当发电机的角色，通过将车轮的动能转变为电能，将电能存储在电池中。
这种方法可以减少制动过程中的能量损失，并提高车辆的能源利用效率。
2. 应用范围，再生制动技术广泛应用于电动车辆和混合动力车辆中。
这些车辆通常配备了电动机和电池系统，能够更好地利用再生制动来延长续航里程和提高能源利用效率。
3. 制动能量回收方式，再生制动的能量回收方式可以分为两种主要类型，机械能回收和电能回收。
机械能回收，机械能回收是通过将动能转化为压缩空气、液体或弹簧等形式储存起来。
例如，某些混合动力车辆采用压缩空气储能系统，当车辆制动时，动能通过压缩空气储存，然后在需要时释放压缩空气来提供动力。
电能回收，电能回收是再生制动的主要方式。
在这种方法中，制动过程中产生的动能通过电动机转化为电能，然后储存在电池中。
这种方式可以实现高效能量转换和储存，使得能量可以在需要时供给电动机或其他电气设备使用。
4. 优点和挑战，再生制动技术具有多个优点，例如能够提高能源利用效率、延长电动车辆的续航里程、减少对传统制动系统的磨损等。
然而，再生制动也面临一些挑战，如制动能量回收效率受到速度、电池状态和驾驶习惯等因素的影响，以及需要合理的能量管理系统来确保能量的高效利用。
总结起来，再生制动是一种将制动过程中产生的动能转化为电能并储存起来的技术。
它可以通过机械能回收或电能回收的方式实现。
再生制动技术在电动车辆和混合动力车辆中得到广泛应用，具有提高能源利用效率和延长续航里程等优点。
然而，再生制动技术的应用仍面临一些挑战，需要进一步的研究和发展来提高能量回收效率和管理能量的方法。
地铁再生制动能量逆变回馈装置关键技术及应用研究
地铁再生制动能量逆变回馈装置关键技术及应用研究发表时间：2019-07-22T17:17:05.597Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年7期作者：孙大航[导读] 当前阶段，列车进站采取的制动方式通常依靠电制动，其再生制动产生的电能大约能够占到地铁车辆牵引电能的35%~55%这个区间[1]，由此可以看出如果这部分被合理利用起来那么就会非常可观。
中铁建电气化局集团第四工程有限公司湖南省长沙市 410116摘要：针对三种新型的地铁再生制动能量吸收方案进行了对比，其中逆变回馈方案具有技术成熟度高、性价比高、运营维护方便的特点更适合地铁应用。
对逆变回馈方案的工作原理以及关键技术进行了分析，对其中主电路拓扑、输出滤波器、闭环控制系统的不同方案进行了对比。
最后给出了装置实际运行和节能的数据，验证了逆变回馈装置能够稳定牵引网电压的同时具有巨大的节能效果。
一概述当前阶段城市快速发展对交通的要求越来越高，城市轨道交通特别是地铁工程对于电力的需要与日俱增。
对于城市地铁交通项目，其中的电能消耗有一多半是用在了车辆的牵引供电以及制动系统中去。
当前阶段，列车进站采取的制动方式通常依靠电制动，其再生制动产生的电能大约能够占到地铁车辆牵引电能的35%~55%这个区间[1]，由此可以看出如果这部分被合理利用起来那么就会非常可观。
对于传统的再生制动能量吸收方案，普遍会采取的方案为电阻耗能方案。
这种方案实现起来比较简单，缺点在于无法实现再生电能的持续利用，还有就是增加的电阻导致了占地面积以及车重的增加，同时电阻发热又增加了环控设备的压力，因此建议不采取这类方案。
对于制动能量如何有效利用是当前研究城市轨道用电节能工作的重中之重，当前新型再生制动能量回馈方案有三种，这三种方案各有千秋，下面列表如下：表1 新型再生制动能量吸收方案对比通过表1的展示可以看出，逆变回馈方案优点相对其他两种更为明显。
面对当前可持续发展的要求，社会生态的严峻性，都要求城市轨道交通工程努力降低用电的成本，未来的研究重点就是再生制动能量逆变回馈装置，实现电能的有效节约。
地铁车辆再生制动能量利用方案
地铁车辆再生制动能量运用方案摘要：目前，节能减排已成为国内旳基本国策，建设低碳型交通基本设施、推广应用低碳型交通运送装备是都市轨道交通建设者责任。
地铁由于站间距比较短，制动频繁、列车起动，考虑各钟车型、站距、编组、发车间隔等差别，列车电制动时产生旳再生能量可达到牵引能量旳40%以上。
充足运用列车再生能量将节省大量能量，产生效益可观，为节能减排做出奉献。
西安市地铁已经运营1、2号线，在建3、4、5、6号线，如何在保证线路运营安全旳前提下，提高供电水平，同步为都市节能减排做出奉献，是我们必须考虑旳问题。
核心词：轨道交通；列车制动；能量回馈1 老式列车车载制动电阻方案存在旳问题目前国内外都市轨道交通动车组列车均采用VVVF牵引/制动系统，采用交流电机驱动列车，制动系统普遍采用空气制动和电制动混合旳形式。
列车在运营时，牵引系统将电能转为机械能，使机车启动加速；在制动时，一部分采用电制动，将机械能转为电能使列车制动，另一部分采用空气制动，通过刹车闸瓦与车轮踏面摩擦而产生制动使列车减速。
老式列车上设立了车载制动电阻。
当列车制动时，一方面采用再生制动方式，列车电机从电动机状态转换为发电机状态，将机械能转换为电能返回到牵引网系统，返回到牵引网系统旳能量部分被相邻列车吸取，由于线路旳行车密度等多种因素，很大部分能量不能被回馈，此时大量电能量得不到释放，将会使系统供电网电压急剧上升，为此列车上设立了制动电阻，将这部分能量通过电阻变成热能吸取，稳定系统电压。
电阻所转化旳热能，车站环控专业通过隧道活塞风、车站轨顶排风和车站轨底排风，将热量排出车站外。
车载制动电阻使用虽然以便，但也有缺陷：（1）列车制动电阻吸取再生制动能量转换为热能白白消耗了，没有起到节能减排作用。
（2）列车制动电阻吸取再生制动能量转换为热能散于隧道内，虽然部分可以通过隧道活塞风排出隧道，但尚有部分遗留在隧道，这部分热量使隧道温升逐渐上升；（3）列车制动电阻重量大，列车运营时，不仅没有节能，还增长列车牵引能耗。
地铁牵引供电系统再生制动能量利用方案分析
地铁牵引供电系统再生制动能量利用方案分析发表时间：2019-05-20T15:12:23.593Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：柴永青[导读] 目前交流异步牵引电机在地铁机车上得到了广泛应用，其采用变压变频调速方式，与再生能回馈制动系统设备配合，在制动过程中可回馈较多的电能。
中铁华铁工程设计集团有限公司北京 100071摘要：当前我国城市人口数量明显增多，交通拥堵的问题也更加严重，为了缓解交通拥堵，各大城市地铁通车里程不断增长。
目前交流异步牵引电机在地铁机车上得到了广泛应用，其采用变压变频调速方式，与再生能回馈制动系统设备配合，在制动过程中可回馈较多的电能。
关键词：地铁；牵引供电；再生制动能量；电能；1地铁牵引供电系统1.1供电方式地铁外部供电主要分为分散式供电、集中式供电和混合式供电三种形式。
分散式供电通常是指以地铁附近35KV或10KV线路来为地铁提供电力支持。
该供电方式供电的距离较短，对电源故障规模不会产生较大的影响。
分散式供电主要指地铁电路主要有附近的35KV或10KV电城市电网提供，沿线电源需要多个引入点，同时对设备容量也提出了较高的要求，因此需要投入大量的资源和资金。
集中式通常是指地铁线路附近变电所供电的形式，这种形式可减少电源点和进线的数量，提供高质量电能，且改造工程规模较小，运营维护及调度管理也更加科学和完善。
但是其对电压等级的要求十分严格。
混合式主要融合了分散式和集中式供电两种供电方式各自的特点，有效保证了供电的质量。
在主变电站设置不变的前提下，无论采用中压源混合式供电还是应用共享主变电所资源的混合式供电，其资源利用率均较以往有所提升，这主要是由于混合式供电本身具有较强的适应性和灵活性。
采用回馈方式吸收利用再生制动能量主要适合应用在集中式供电的地铁线路当中，分散式供电主要应用于城区电网中，采用吸收并联母线的方式实现再生能量利用。
1.2系统组成在地铁牵引供电系统中,电能从10kV(或35kV)交流母线经牵引降压变压所、馈电线、接触网输送给轨道交通车辆,产生的电流自轨道交通车辆行驶钢轨以及回流线路返回变电所。
高速列车牵引系统中的能量回收与利用研究
高速列车牵引系统中的能量回收与利用研究随着人类社会的发展，高速列车已经成为现代交通领域的重要组成部分。
为了提高列车的运行效率和减少对环境的影响，科学家和工程师们不断地研究和改进列车牵引系统中的能量回收与利用技术。
本文将探讨高速列车牵引系统中能量回收和利用的研究。
高速列车的牵引系统通常由电机、变频器、牵引变压器和电容器等组成。
当列车通过电能供应系统获取能量时，它会产生能量，这些能量在传输过程中会由于电机的反电动势和电阻而损失。
为了减少能量的浪费，研究人员开始研究能量回收与利用技术，将这些损失的能量重新利用起来。
一种常见的能量回收技术是通过逆变器将列车中的动能转换为电能并存储起来。
当列车制动时，它会产生大量的动能。
在传统的列车系统中，这些动能会转化为热能通过制动器散发掉，浪费了大量的能量。
而通过能量回收技术，这些动能可以被逆变器转换成电能，并存储在列车上的电容器或电池中。
当列车需要加速时，这些存储的电能可以被释放出来，从而减少了对电网的需求。
这种方法不仅提高了能源利用率，还减少了对环境的影响。
另一种能量回收与利用技术是通过磁力回收系统来转换列车运行时的动能。
该系统利用列车与轨道之间的磁场相互作用，将动能转换为电能，并将其存储在列车上的电容器或电池中。
该技术不仅可以提高列车的运行效率，还可以减少对电网的依赖。
此外，磁力回收系统还可以在制动过程中减少列车的制动距离，提高了行车安全性。
除了能量回收技术，高速列车牵引系统还可以利用一些其他的能源来提高能源利用率。
例如，太阳能和风能等可再生能源可以通过适当的装置转换为电能，并供给列车牵引系统使用。
这种方法不仅减少了对传统能源的依赖，还减少了对环境的影响。
然而，高速列车牵引系统中的能量回收与利用研究仍存在一些挑战。
首先，设计和实施这些技术需要投入大量的资金和资源。
其次，为了使能量回收和利用系统有效运行，还需要解决能量转换效率、储能系统容量和集成系统的可靠性等问题。
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中国测试
2018 年 8 月
量使得其能源消耗总量仍然比较大；因此，研究地 铁牵引系统的能源节约对降低地铁运营成本具有重 要的意义。
一般情况下，地铁系统利用再生制动装置将制 动产生的动能转换为电能再次吸收利用[1]。再生制 动是一种在地铁系统中当列车制动时将制动能量回 收的技术[2]。目前国内外主要使用的再生制动能量 吸收方法包括电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能 型以及逆变回馈型等[3]。文献[4]提出在轻轨车辆中 使用超级电容器储存列车制动产生的能量，设计了 两个 200 kW 双向多通道降压-升压转换模块，并且 将其连接到各自的超级电容器组。文献[5]提出使 用一种静止超级电容器存储装置来回收列车制动产 生 的 电 能 ， 该 装 置 具 有 大 功 率 密 度 及 双 向 DCDC 变换器的基本特性。文献[6]提出一个优化模型 使位于相同供电区间的制动列车和加速列车同步降 低能量消耗，并且建立了潮流模型来计算供电区间 内每个同步节点的再生节能因子；但是该方法并没 有考虑列车的特定速度曲线，并且加速和制动过程 是由固定时间描述的。文献[7]提出了一种随机调 度模型，该模型着眼于列车在繁忙时刻发车延误的 随机性，与不考虑随机延误的协同调度方法相比， 可以节省 8% 左右的能量损耗。文献[8]提出了一个 列车时刻表优化模型来协调同一个车站的上行列车 和下行列车，从而提高能量回收利用率，减少乘客候 车时间。文献[9]构建了一种综合节能运作模式，同 时优化列车时刻表和速度配置来降低净能耗，但是 该方法没有保持列车的周期时间和数量不发生变化。
Abstract: In order to reduce the energy consumption of trains, a scheduling method is proposed in this paper to coordinate all trains with arrivals and departures in the same electricity supply period when the energy regenerated from braking trains can be effectively utilized in the acceleration process of trains. Firstly, an integer programming model is established to reduce the energy consumption of trains. Secondly, a genetic algorithm and an allocation algorithm are established to improve the regenerative braking energy utilization. Finally, an experiment is carried out to verify the established model. The experiment results show that the proposed scheduling method can reduce 7.3% of the total energy consumption. Moreover, compared with the CS method, the proposed algorithms can improve the utilization rate of regenerative energy by 36.35% and reduce 4.73% of the total energy consumption. Keywords: regenerative braking; integer programming model; genetic algorithm; allocation algorithm; scheduling
第 44 卷 第 8 期 2018 年 8 月
中国测试 CHINA MEASUREMENT & TEST
Vol.44 No.8 August, 2018
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2018.08.021
地铁牵引系统再生制动能量吸收及利用方法研究
鲁永杰
(兰州市轨道交通有限公司，甘肃 兰州 730000)
果表明：该文采用的列车调度方法能够降低 7.3% 的总能量消耗。此外，与 CS 方法相比较，该算法可提高 36.35% 的
再生能量利用率，减少 4.73% 的总能量消耗。
关键词: 再生制动; 整数规划模型; 遗传算法; 分配算法; 调度
中图分类号：U231
文献标志码: A
文章编号: 1674–5124(2018)08–0113–07
Study on method of regenerative braking energy absorption and utilization in metro traction system
LU Yongjie (Lanzhou Rail Transit Co., Ltd., Lanzhou 730000, China)
摘 要: 为减少列车的能源消耗，该文建立一种调度方法来协调位于同一个供电区间内所有到达和离开的列车，使来
自于制动列车的再生能量能够有效地利用到离开列车的加速过程中。首先，建立一个整数规划模型来减少列车的能
源消耗；其次，建立遗传算法和分配算法，提高再生制动能量的利用率；最后，对建立的模型进行实验验证。实验结
0 引 言
所以地铁系统在全世界范围内得到了广泛、快速发
由于地铁具有运输量大、节能效率高的特点， 展。但是，较低的人均能源消耗加上庞大的运输数
收稿日期: 2017-11-02；收到修改稿日期: 2017-12-19 作者简介: 鲁永杰 (1989-)，男，甘肃泾川县人，工程师，硕士，主要从事城市轨道交通工作。