耿安琪 胡海涛 张育维 陈俊宇 葛银波

基于阶梯能量管理的电气化铁路混合储能系统控制策略

耿安琪 胡海涛 张育维 陈俊宇 葛银波

（西南交通大学电气工程学院 成都 611756）

随着电气化铁路运营里程的不断增加，能耗问题也日益加重。为电气化铁路加装混合储能系统可以有效地回收列车再生制动能量，实现电气化铁路的节能运行。混合储能系统在采用滤波能量管理策略时，其内部会出现不同储能介质间的能量交换问题。对此，首先提出一种基于阶梯能量管理的控制策略，通过抑制这种能量交换来提高系统的再生制动能量利用率，该控制策略充分发挥了锂电池能量密度高、超级电容器响应速度快的优势。然后为了补偿锂电池参考功率变化引起的功率跟踪误差，加入超级电容器补偿环节来提升混合储能系统的动态性能。最后通过RT-Lab实时仿真和基于实测数据的算例分析验证了所提策略的有效性和可行性。

电气化铁路 混合储能系统 再生制动能量 阶梯能量管理

0 引言

截至目前，全国铁路运营里程达到14.63万km，其中，高铁达3.79万km[1]。交流电气化铁路为电力系统最大单体负荷，因此我国铁路的总耗电量在全国铁路营业里程不断增长的背景之下，也在不断增加。因此，如何采取有效措施实现电气化铁路的节能降耗是我国铁路发展亟须解决的问题。

对列车再生制动能量进行回收利用，可以使电气化铁路的能耗问题得到明显改善[2]。……