RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Recuperated Electric Energy Utilization in Urban Electric Transport by Applying Supercapacitors

Publication Type Doctoral Thesis
Funding for basic activity Unknown
Defending: 25.07.2012 10:00, Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātē, Kronvalda bulvārī, 117.telpā
Publication language Latvian (lv)
Title in original language Rekuperētās elektriskās enerģijas izmantošana pilsētas elektrotransportā, pielietojot superkondensatorus
Title in English Recuperated Electric Energy Utilization in Urban Electric Transport by Applying Supercapacitors
Field of research 2. Engineering and technology
Sub-field of research 2.2 Electrical engineering, Electronic engineering, Information and communication engineering
Authors Linards Grigāns
Keywords urban electric transport, energy efficiency, supercapacitor energy storage systems
Abstract Līdz ar Rīgas pilsētas elektriskā transporta parka atjaunošanu gandrīz jau visiem tramvajiem un trolejbusiem piemīt spēja rekuperēt bremzēšanas enerģiju atpakaļ kontakttīklā. Taču kontakttīkla segmentētās barošanas topoloģijas, kā arī nereversīvo taisngriežu barošanas apakšstaciju dēļ ne vienmēr šī rekuperētā enerģija var tikt lietderīgi izmantota. Ja bremzēšanas brīdī tajā pašā kontakttīkla apgabalā nav cita transportlīdzekļa, kas tobrīd enerģiju patērē, tad rekuperētā enerģija joprojām tiek izkliedēta bremzēšanas reostatos. Šis promocijas darbs veltīts enerģijas daudzuma novērtēšanai, kas zūd tramvaju un trolejbusu bremzēšanas reostatos, kā arī šīs enerģijas izmantošanas iespēju izpētei, pielietojot superkondensatoru enerģijas uzkrājējsistēmas. Darbā izstrādātas divas neizmantotās bremzēšanas enerģijas rezervju aplēses metodikas, kas balstītas uz varbūtību teorijas principiem un eksperimentāli nomērītu transportlīdzekļu jaudu diagrammu izmantošanu. Izstrādātās metodes ļauj ne tikai aprēķināt neizmantoto enerģiju, bet arī noteikt ietaupītās enerģijas daudzumu atkarībā no izmantotā enerģijas uzkrājēja ietilpības un jaudas spējas. Pielietojot izstrādātās metodikas, veikta rezervju aplēse 18 Rīgas perifērijas apakšstacijām, kā arī analizēta vienas apakšstacijā uzstādāmas enerģijas uzkrājējsistēmas veiktspēja atkarībā no šīs sistēmas parametriem. Superkondensatoru baterijas spriegumu balansēšanas problēmas risināšanai darbā pētīts piedāvātais kapacitāšu balansēšanas princips. Darba ietvaros izstrādāti transportlīdzeklī uzstādāmu superkondensatoru enerģijas uzkrājējsistēmu datormodeļi, simulēšanas ceļā veikta modeļu pārbaude un sniegts simulēšanas rezultātu apraksts un analīze. Salīdzinātas dažādas transportlīdzeklī uzstādīta enerģijas uzkrājēja vadības stratēģijas.
Abstract in English After the renewal of electric transport fleet of Riga city almost all trams and trolleybuses now are capable of recuperating braking energy back to the overhead supply line. However, due to the segmented power supply topology of the overhead supply network, and due to nonreversible rectifier feeding substations, not always the braking energy is used. If during the braking there is no other vehicle within the same overhead zone, which is consuming energy, then braking energy is still dissipated in brake rheostats. The main subject of this dissertation is estimation of the energy amount, which is lost in the brake rheostats of trams and trolleybuses, and investigation of the energy recovery possibilities by utilizing supercapacitor energy storage systems. In the work two methods for estimation the untapped braking energy reserves are elaborated, which are based on principles of the probability theory and experimentally recorded power diagrams of the electric vehicles. The methods allow not only to calculate the untapped energy, but also determine the amount of energy saved, depending on the energy storage capacity and power capability. Using the methods, the energy reserves for 18 periphery substations of the Riga electric transport network are calculated, and performance of the potential energy storage system to be installed in one of the substations, is analyzed in dependence of the system parameters. A capacitance balancing principle is proposed and investigated as a solution for voltage balancing problem for supercapacitor battery. Within the work, simulation models of the supercapacitor energy storage system for onboard application are developed; verification of the models is done in simulation software and the analysis of the results is given. Several control strategies for the onboard energy storage system are compared.
Reference Grigāns, Linards. Recuperated Electric Energy Utilization in Urban Electric Transport by Applying Supercapacitors. PhD Thesis. Rīga: [RTU], 2012. 132 p.
Summary in English Summary in English
ID 13663