李 进 张 钢 刘志刚 王 勇

城轨交通用飞轮储能阵列控制策略

李 进1张 钢1刘志刚1王 勇2

（1. 北京交通大学电气工程学院 北京 100044 2. 中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所 北京 100081）

在城市轨道交通供电系统中引入飞轮储能系统能够有效回收列车再生制动能量，稳定直流接触网电压，但是单飞轮储能系统容量较小，难以满足列车再生制动能量利用需求。飞轮储能阵列是解决这一问题的有效手段，然而目前对飞轮储能阵列控制策略的研究还较少。该文首先分析飞轮储能系统的数学模型和运行特性；然后考虑稳压节能及弱磁需求，给出基于多电压阈值的单飞轮储能系统控制策略；并在此基础上针对飞轮阵列均速控制和荷电状态（SOC）管理等核心问题，提出基于转差修正控制和基于“电压-转速-电流”三闭环控制的两种飞轮储能阵列控制策略；最后通过仿真和实验验证了飞轮储能阵列控制策略的可行性。

城市轨道交通 飞轮储能 飞轮储能阵列 再生制动

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城市轨道交通运行速度快、运载客量大、安全准时，能够有效缓解交通拥堵问题，受到了各大城市的青睐。近几年，城轨交通规模迅速扩大，同时也带来了巨大的电能消耗，预计未来地铁能耗将达到全国总电耗的5‰以上[1]，如何降低能耗已成当务之急。据统计，城轨交通列车再生制动能量可达牵引能量的20%～40%[2]，安装储能系统回收列车再生制动能量是降低轨道交通能耗的有效手段之一[3-5]。……