赵　亮，刘　炜，李群湛(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)

城市轨道交通超级电容储能系统的EMR建模与仿真

赵亮，刘炜，李群湛
(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)

超级电容储能系统应用于城市轨道交通可有效地存储和再利用再生制动能量，稳定网压。给出了非隔离DC/DC变换器大功率超级电容储能装置模型，对储能装置的主要参数：超级电容器组、储能电感和滤波电容进行设计。在此基础上引入了能量宏观表达法 (EMR)对列车牵引传动系统建模，并借助“反转原则”得到系统控制方法，在Matlab/Simulink平台上建立了车载超级电容储能系统的仿真平台，仿真结果验证了储能系统主要参数设计的合理性和控制策略的可行性。

城市轨道交通；超级电容；双向DC/DC变换器；能量宏观表达法

轨道交通在现代化大城市中起着越来越重要的作用，凭借其便捷、高效、充分利用城市有限空间等优点得到广泛应用。但同时城市轨道交通又具有站间距短、制动频繁、耗能大等特点。据国外统计数据显示，虽然列车启动会消耗大量电能，但再生制动却会回馈46％的电能[1]。如果将这部分能量有效地回收利用，将会极大地节省电能，保护环境。

由多个同型号的电容单体通过串并联方式组成的超级电容器组具有功率密度高、循环寿命长、充放电时间短的优点，在大功率、短时的储能应用场合得到了广泛应用[2]。基于超级电容储能的地铁车辆已经在2004年后投入运行，德国西门子公司研制的超级电容储能器SITRAS SES和庞巴迪公司的MITRAC Energy Saver在实际应用中达到了较好的节能效果，既降低了轨道交通系统运营成本，又减轻了城市电网负担。……