计及容量配置优化的有轨电车多阈值能量管理策略

作者：高锋阳; 高智山; 强雅昕; 韩国鹏

来源：电源学报, 2023, 1-12.

• 混合储能系统
• 有轨电车
• 容量配置
• 能量管理
• 全寿命周期

为提高燃料电池/超级电容/锂电池混合储能有轨电车系统响应能力、系统效率和运行经济性，提出基于列车运行状态的有轨电车混合储能系统多阈值能量管理策略。首先，根据列车实际运行状态划分有轨电车行驶不同工况，并设定多种阈值，实现多介质、多场景功率交换，达到实时控制储能系统各能量源之间功率分配。同时根据各储能介质物理特性，设置超级电容优先启动，减少锂电池循环次数，延长储能系统使用寿命。其次，以混合储能系统全寿命周期成本为优化目标；以储能系统功率、能量需求以及锂电池和超级电容荷电状态（State of charge， SOC）为约束条件，对储能系统容量配置进行寻优，得到优化后容量配置参数。最后，将所提策略与固定阈值策略、传统等效氢耗最小化策略（Equivalent consumption minimization strategy， ECMS）进行对比分析。结果表明：所提策略在混合储能系统功率分配方面更为合理，能够提高系统响应速度；锂电池和超级电容荷电状态偏移范围有显著改善；相较于固定阈值、ECMS策略氢气消耗分别降低了1.47kg和0.81kg，燃料经济性得以提高。

• 单位
  兰州交通大学; 中车唐山机车车辆有限公司