董礼玮 王之琪 胡景泰 梁海泉 左建勇

(同济大学铁道与城市轨道交通研究院， 201804， 上海∥第一作者， 硕士研究生)

超级电容器具有功率密度大、充放电速度快、循环寿命长、效率高等优点[1-2]，因此适用于回收地铁车辆在频繁启停过程中产生的大量再生制动能量[3]。对储能系统的工作阈值进行优化通常可实现更好的能量管理效果。文献[4]在考虑线路阻抗和变电所非理想空载输出状态的基础上，提出了设置动态阈值提高储能系统工作性能的控制方法。文献[5]提出了基于空载电压和SOC(荷电状态)的动态阈值控制方法，用于改善牵引网空载电压波动对储能装置的影响。文献[6]研究了包括制动电阻启动电压、储能装置吸收阈值等因素在内的多目标优化，成功地提高了整体节能率。

本文考虑制动能量的线路阻抗损耗，推导了储能系统充电阈值与能量回收率的关系，验证了通过提高储能系统充电阈值降低能量损耗的可行性。为了保证受电弓处网压处于正常工作范围，同时最大限度提高能量回收率，对制动电阻工作阈值进行了优化研究。在此基础上，提出了一种根据列车最大制动回馈功率的储能系统和制动电阻工作阈值优化方法。最后通过仿真，分别在单车制动和多车制动工况下对该阈值优化方法的有效性进行了验证。

1 储能系统结构及控制策略

1.1 储能系统结构

地铁的地面式再生制动储能系统由双向DC/DC变换器和超级电容储能装置两部分组成，如图1所示。……