طراحی بهینۀ سیستم ذخیره‌ساز متحرک با حجم محدود برای سیستم حمل‌ونقل ریلی الکتریکی شهری

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق- دانشگاه صنعتی شریف

2 سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق

چکیده

احیای انرژی ترمزی در سیستم‌های حمل‌ونقل ریلی الکتریکی شهری می‌تواند انرژی مصرفی و هزینه‌های عملیاتی سیستم را کاهش دهد. در این مقاله، طراحی بهینۀ سیستم ذخیره‌ساز متحرک با حجم محدود برای سیستم حمل‌ونقل ریلی الکتریکی شهری ارائه شده است. از ابرخازن به‌عنوان سیستم ذخیره‌ساز در این مقاله استفاده شده است. تابع هدف در این مطالعه، مجموع هزینۀ سالیانه شامل هزینۀ انرژی مصرفی و هزینۀ استهلاک ابرخازن در یک سال است. طراحی بهینه با توجه به پنج سناریوی ترافیکی (با تعداد مسافر و سرفاصلۀ متفاوت) انجام شده است. تعیین بهینۀ ظرفیت سیستم ذخیره‌ساز می‌تواند هزینۀ خرید ذخیره‌ساز و هزینۀ انرژی مصرفی را کاهش دهد درحالی‌که وضعیت نوسانات ولتاژ سیستم را نیز بهبود می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی مؤثر بودن روش ارائه‌شده را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


[1] Domínguez, M., Fernández-Cardador, A., Cucala, A. P., Pecharromán, R. R., "Energy Savings in Metropolitan Railway Substations Through Regenerative Energy Recovery and Optimal Design of ATO Speed Profiles", IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vol. 9, No. 3, pp. 496-504, 2012. [2] Shen, X. J., Chen, Sh., Li, G., Zhang, Y., Jiang, X., Lie, T. T., "Configure Methodology of Onboard Supercapacitor Array for Recycling Regenerative Braking Energy of URT Vehicles", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 49, No. 4, pp. 1678-1686, 2013. [3] Sun, Y., Zhong, J., Li, Z., Tian, W., Shahidehpour, M., "Stochastic Scheduling of Battery-Based Energy Storage Transportation System with The Penetration of Wind Power", IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol. 8, No. 1, pp. 135-144, 2017. [4] Mukoyama, S., Nakao, K., Sakamoto, H., Matsuoka, T., Nagashima, K., Ogata, M., Yamashita, T., Miyazaki, Y., Miyazaki, K., Maeda, T., Shimizu, H., "Development of Superconducting Magnetic Bearing for 300 kW Flywheel Energy Storage System", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 27, No. 4, pp. 1-4, 2017. [5] Willis, H. L., Scott, W. G., "Distributed Power Generation: Planning and Evaluation Power Engineering", CRC Press, Chapter 10, 2000. [6] Biryukov, V. V., Kulekina, A. V., "The Calculation Features of The Electrical Energy Storage Devices Parameters in Transport", In 11th International Forum on Strategic Technology (IFOST), IEEE, pp. 41-43, June 2016. [7] Zhao, K., Wang, X., Yang, Z., You, X., "Study and Simulation of On-board Energy Saving System with Electric Double Layer Capacitor of Railway Vehicle", In International Conference on Computer Application and System Modeling (ICCASM), Vol. 15, pp. 336-339, IEEE, October 2010. [8] Streit, L., Drabek, P., "Simulation and Emulation of Tram with Onboard Supercapacitors on Pilsen Tram Line", In International Conference on Clean Electrical Power (ICCEP), pp. 703-706, 2013. [9] De la Torre, S., Sánchez-Racero, A. J., Aguado, J. A., Reyes, M., Martínez, O., "Optimal Sizing of Energy Storage For Regenerative Braking in Electric Railway Systems", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 30, No. 3, pp. 1492-500, 2015. [10] Komijani, A., Zolghadri, M., "Optimal Design of Onboard Super-Capacitor Based Energy Storage Systems for Urban Electrical Rail Transportation Using Particle Swarm Optimization", In 5th International Conference on Recent Advances in Railway Engineering (ICRARE), 2017. [11] Tehran Urban & Suburban Railway Operation Co., Available at: "http://Metro.Tehran.ir", Last Seen: 2017/10/22. [12] Boschetti, G., Mariscotti, A., "The Parameters of Motion Mechanical Equations as a Source of Uncertainty for Traction Systems Simulation", In Proceeding of 20th IMEKO World Congress, pp. 1-6, 2012. [13] Maxwell Technologies, Inc., Available at: "http://www.Maxwell.com", Last Seen: 2017/10/22.