Improvement the energy storage with ultracapacitor in metro railcar by modeling and simulation

Szenasy, Istvan

doi:10.1109/vppc.2008.4677664

Cited by 9 publications

(3 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…conditions. In the previous papers [7], [8] was be analyzed some possibilities for decreasing the needed value of the minimum capacitance for storaging the energy from regenerative braking were analysed. The first attained object was the 840 V the initial voltage value of supercapacitor C voltage, which we can be calculated from the value of the capacitance C and the "beforehand charged energy" E Co into C for attaining this voltage.…”

Section: The Modell Of the Railcar And Its Energy Storage Systemmentioning

confidence: 99%

Improved Energy Management of Capacitive Energy Storage in Metro Railcar by Simulation

Szenasy¹

2024

RE&PQJ

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper focuses on the use of modeling and simulation of a renewable energy. The capacitive energy storages contribute to the rapid energy recovery associated with regenerative braking in electric vehicles. This power system allows the acceleration and deceleration of the vehicle with a lower loss of energy. Short-distance passenger traffic on electrified lines is a domain where brake energy recuperation might reduce the total energy consumption significantly. In this paper the results of simulation models by Matlab-Simulink for an urban-metro railcar and some methods for reducing the needed value of capacitance by an improved energy management are presented. The aim of the new management of the energy storage system for decreasing the needed value of capacitance and improving the system performance is presented.

show abstract

Section: The Modell Of the Railcar And Its Energy Storage Systemmentioning

confidence: 99%

Improved Energy Management of Capacitive Energy Storage in Metro Railcar by Simulation

Szenasy¹

2024

RE&PQJ

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…En principio para esta aplicación se propone la combinación de dos tipos de convertidores cd-cd (Szenasy, 2008). El convertidor Buck se encarga de reducir la tensión de entrada, V in , para cargar los ultra capacitores cuando el Metro está frenando; mientras que el convertidor Boost trabaja en el arranque elevando el voltaje del ultra capacitor, V out , para alimentar la catenaria, y transferir la energía a un tren que pueda consumirla (Lee et al, 2008;Lee et al, 2013).…”

Section: Introductionunclassified

Simulación, Implementación y Pruebas de un Sistema de Compensación en Corriente Directa basado en Ultra Capacitores, para Sistemas Ferroviarios

Figueroa

Díez

Castrillón³

et al. 2017

Inf. tecnol.

View full text Add to dashboard Cite

The application of compensation systems based on ultra-capacitors in the power system of the Metro in Medellin is studied. Compensation systems based on ultra-capacitors allow improving energy efficiency of railway systems, by reducing the dissipated energy as heat from the regenerative braking, while contributing at the same to stabilize the voltage. Consequently, the implementation of these systems brings benefits in terms of usage of infrastructure, allowing either line or fleet expansion with less investment. For the application, the feed system was evaluated to determine the requirements and potential benefits of implementing a compensator. Compensator design was done with simulation assistance using a digital model described in this work. Finally, the results of the real operation of the device are presented.

show abstract

“…Από την άλλη πλευρά παρουσιάζουν χαμηλότερους δείκτες ενεργειακής απόδοσης λόγω της ύπαρξης αυξημένων απωλειών στις γραμμές του δικτύου. Επιπλέον το συνολικό κόστος για την εγκατάσταση μιας στατικής μονάδας αποθήκευσης είναι τέσσερις έως δέκα φορές υψηλότερο από το κόστος ενός αμφίδρομου υποσταθμού έλξης [106], [108]- [114].…”

Section: στατικές μονάδες αποθήκευσηςunclassified

Συμβολή Στη Λειτουργία Συστημάτων Συνεχούς Ρεύματος Σε Εφαρμογές Μικροδικτύων Και Μητροπολιτικών Σιδηροδρομικών Δικτύων

Κλεφτάκης¹

View full text Add to dashboard Cite

Η χρήση τεχνολογιών συνεχούς ρεύματος (Direct Current – DC) για τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον διεθνώς λόγω των τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται τόσο σε επίπεδο παραγωγής όσο και κατανάλωσης. Το ενδιαφέρον αυτό τροφοδοτείται από την ανάγκη επίτευξης υψηλών στόχων σε ότι αφορά το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην ικανοποίηση της συνολικής ζήτησης. Είναι γεγονός ότι ένα μεγάλο πλήθος από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και μονάδες αποθήκευσης όπως φωτοβολταϊκά, μπαταρίες, κ.α. λειτουργούν σε συνεχή τάση. Συνεπώς η ενσωμάτωση αυτών των συσκευών σε αρχιτεκτονικές DC δικτύων διανομής μέσω των κατάλληλων DC/DC μετατροπέων αποτελεί μία ελκυστική επιλογή σε ότι αφορά την αύξηση της συνολικής απόδοσης λόγω της μείωσης των ενδιάμεσων βαθμίδων μετατροπής. Τα συστήματα αυτά γενικά παρέχουν βελτιωμένη αξιοπιστία και ευκολότερο έλεγχο σε σύγκριση με τα αντίστοιχα εναλλασσόμενου ρεύματος (Alternative Current – AC) δεδομένης της έλλειψης περιορισμών, όπως είναι η διατήρηση ισοζυγίου αέργου ισχύος, προβλήματα συγχρονισμού κ.α. Στα πλαίσια της διατριβής μελετώνται δύο εφαρμογές των συστημάτων Χαμηλής Τάσης Συνεχούς Ρεύματος (Low Voltage DC – LVDC). Η πρώτη κατηγορία αφορά τοπολογίες μικροδικτύων και ζητήματα που αφορούν τον έλεγχο και τη λειτουργία τους ενώ η δεύτερη κατηγορία αφορά τα ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα συνεχούς ρεύματος (π.χ. τύπου Μετρό, Τραμ κλπ.) καθώς και τα οφέλη που προκύπτουν από τη διαχείριση της παραγόμενης ενέργειας κατά την πέδηση των τρένων. Αρχικά πραγματοποιείται μια ιστορική αναδρομή των δικτύων συνεχούς ρεύματος και παρουσιάζονται οι βασικές εφαρμογές των LVDC συστημάτων στη σύγχρονη εποχή. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται μια εισαγωγή στην έννοια των μικροδικτύων και των ηλεκτρικών σιδηροδρομικών δικτύων και παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά τους. Γίνεται αναφορά στη βασικότερη αρχιτεκτονική ελέγχου (ιεραρχικός έλεγχος) που εμφανίζεται στις τοπολογίες μικροδικτύων και παρουσιάζονται οι βασικές μέθοδοι ανίχνευσης νησιδοποίησης που καταγράφονται στη διεθνή βιβλιογραφία και αφορούν τη λειτουργία δικτύων συνεχούς ρεύματος. Στα πλαίσια της διατριβής αναπτύσσεται πρωτότυπη μέθοδος ανίχνευσης νησιδοποίησης βασιζόμενη στη λειτουργία ενός ελεγχόμενου φορτίου παράλληλα στον κεντρικό διακόπτη ενός DC μικροδικτύου και εξετάζεται το ζήτημα της ομαλής μετάβασης από αυτόνομη σε διασυνδεδεμένη λειτουργία. Παρουσιάζεται η μοντελοποίηση των επιμέρους στοιχείων του υπό μελέτη μικροδικτύου και εκτελείται προσομοίωση με βάση παραλλαγή των προτύπων IEEE 1547 και UL1741. Επιπροσθέτως, η προτεινόμενη μέθοδος μελετάται και μέσω της Control Hardware-in-the-Loop τεχνικής για εξαγωγή περαιτέρω συμπερασμάτων για την λειτουργία της. Τέλος, η προτεινόμενη μέθοδος εξετάζεται και πειραματικά με χρήση εξοπλισμού του εργαστηρίου Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας του ΕΜΠ. Η δεύτερη θεματική ενότητα της διατριβής αφορά τα ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα συνεχούς ρεύματος (τύπου Μετρό, Τραμ) καθώς και τα οφέλη που προκύπτουν από τη διαχείριση της παραγόμενης ενέργειας κατά την πέδηση των τρένων. Στα ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα τα τρένα λειτουργούν είτε ως φορτία (επιτάχυνση - σταθερή ταχύτητα) είτε ως γεννήτριες (αναγεννητική πέδηση των τρένων). Η παραγόμενη ενέργεια καταναλώνεται από τα άλλα τρένα που κινούνται στο δίκτυο ή καταναλώνεται τοπικά πάνω σε απορριπτικά φορτία (αντιστάσεις) που βρίσκονται εγκατεστημένα στα τρένα. Η ενέργεια αυτή δε μπορεί να επιστραφεί στο δίκτυο διανομής καθώς στην πλειοψηφία των περιπτώσεων οι υποσταθμοί έλξης αποτελούνται από μη ελεγχόμενους ανορθωτές (διατάξεις με διόδους) που δεν επιτρέπουν αμφίδρομη ροή ισχύος. Η διαχείριση της παραγόμενης ενέργειας οδηγεί τόσο σε μείωση απωλειών, όσο και σε ρύθμιση της τάσης στο δίκτυο.Στα πλαίσια της διατριβής μελετάται η διαχείριση της παραγόμενης ενέργειας με χρήση: 1) Αμφίδρομων υποσταθμών έλξης (ελεγχόμενες διατάξεις AC/DC), 2) Μονάδων αποθήκευσης (εγκατεστημένες σε σταθερά σημεία στο δίκτυο). Επιπροσθέτως, μελετώνται ζητήματα που αφορούν την επίδραση των δρομολογίων των τρένων στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του σιδηροδρομικού δικτύου (τάση υποσταθμών, ρεύματα γραμμών κ.α.). Παρουσιάζεται η μοντελοποίηση των επιμέρους στοιχείων του δικτύου όπως οι ηλεκτρικοί υποσταθμοί έλξης, τα ηλεκτρικά τρένα καθώς και η μοντελοποίηση του δικτύου για τον υπολογισμό της τάσης που αναπτύσσεται μεταξύ της γραμμής επιστροφής και της γης. Γίνεται εκτενή αναφορά στις τεχνολογίες συστημάτων αποθήκευσης που συναντώνται σε σιδηροδρομικές εφαρμογές. Στα πλαίσια της διατριβής εξετάζονται τόσο ο τοπικός έλεγχος όσο και συντονισμένος έλεγχος των μονάδων (αμφίδρομοι υποσταθμοί και στατικές μονάδες αποθήκευσης) με στόχο τη βέλτιστη ρύθμιση τάσης στην είσοδο των τρένων. Το δίκτυο το οποίο μελετήθηκε αποτελεί παραλλαγή του μητροπολιτικού σιδηροδρομικού δικτύου της Θεσσαλονίκης. Τέλος, η μελέτη των φαινομένων πραγματοποιείται με τη χρήση του εργαλείου MATLAB στο οποίο έχει δημιουργηθεί πρόγραμμα προσομοίωσης της ηλεκτρικής ροής ισχύος σε σιδηροδρομικά δίκτυα συνεχούς ρεύματος.

show abstract

Improvement the energy storage with ultracapacitor in metro railcar by modeling and simulation

Cited by 9 publications

References 1 publication

Improved Energy Management of Capacitive Energy Storage in Metro Railcar by Simulation

Improved Energy Management of Capacitive Energy Storage in Metro Railcar by Simulation

Simulación, Implementación y Pruebas de un Sistema de Compensación en Corriente Directa basado en Ultra Capacitores, para Sistemas Ferroviarios

Συμβολή Στη Λειτουργία Συστημάτων Συνεχούς Ρεύματος Σε Εφαρμογές Μικροδικτύων Και Μητροπολιτικών Σιδηροδρομικών Δικτύων

Contact Info

Product

Resources

About