韩莹-“网-源-储-车”协同自洽牵引供电系统能量多级优化控制方法研究

来源:中国电机工程学会  发布时间:2024-08-28

韩莹,现任西南交通大学电气工程学院特聘副教授,博士,IEEE Senior Member,国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心主任助理,全国铁路青年岗位能手。长期从事轨道交通新能源、综合能源系统运行与控制的研究工作。

依托项目名称:“网-源-储-车”协同自洽牵引供电系统能量多级优化控制方法研究

个人简介:

韩莹,现任西南交通大学电气工程学院特聘副教授,博士,IEEE Senior Member,国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心主任助理,全国铁路青年岗位能手。长期从事轨道交通新能源、综合能源系统运行与控制的研究工作。

突破电氢互补动力系统/微电网能量管理、多堆燃料电池协调控制、大功率燃料电池健康诊断等关键技术,成果成功应用于系列化燃料电池混合动力系统和氢能动力机车。作为主研人员,于2016年成功研制了世界首列燃料电池/超级电容混合动力有轨电车, 并于2017年开展了全球首次载客示范运行。

主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后面上基金、四川省自然科学基金面上项目等,主研国家自然科学基金面上项目(排第2)、国家重点研发计划任务(排第2);已发表SCI/EI论文40余篇,其中第一作者(通信作者)发表SCI论文13篇(ESI 1‰热点论文1篇、1%高被引论文3篇),EI 论文8篇;研究成果获四川省科技进步一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果自然科学二等奖、日内瓦国际发明展金奖。

依托项目简介:

项目名称:“网-源-储-车”协同自洽牵引供电系统能量多级优化控制方法研究

关 键 词:多能互补;牵引供电系统;多时间尺度;能量优化

项目摘要:研究内容和意义简介

我国拥有世界上最大规模的轨道交通网络,轨道交通能源供给的绿色化、智能化发展是实现“双碳”目标和交通强国的关键举措。

“网-源-储-车”协同自洽牵引供电系统是将光伏、风力等新能源发电和电池、超级电容等储能系统引入牵引供电系统,打破了传统牵引供电系统仅含单一供电电源的结构,实现交通网-能源网的融合自洽。系统能够就近消纳可在生能源、优化能源供给结构,还能兼顾改善牵引供电系统电能质量及再生制动能量回收。

新能源及机车负荷的双重不确定性对牵引供电系统的运行可靠性和经济性带来严峻挑战。就“源”侧而言:高比例新能源发电和储能系统广域分散接入,造成了其输出功率的随机性和波动性;就“车”侧而言:轨道交通线路分布广、列车数量/位置/速度时变,造成了机车负荷的间歇性和冲击性。

本项目提出“网-源-储-车”协同自洽牵引供电系统架构,分析系统多能流耦合机理与自洽适应性;建立日前经济调度-日内滚动优化-实时协调控制的多级能量优化架构,提出考虑多能灵活性的多时间尺度优化控制方法和频率、网压稳定控制技术。


图1在西南交通大学开展电氢互补微电网的实验调试


图2访问澳大利亚昆士兰大学微电网实验室


图3调研英国格拉斯哥“怀特利风电站”(欧洲最大的陆上风力发电站)