计及容量配置优化的有轨电车多阈值能量管理策略OA

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不同行驶工况,并设定多种阈值,实现多介质、多场景功率交换,实时控制储能系统各能量源之间的功率分配。同时根据各储能介质的物理特性,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、能量需求及锂电池和超级电容荷电状态SOC(state-of-charge)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ECMS(equivalent consumption minimization strategy)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SOC偏移范围有显著改善;所提策略相较于固定阈值和ECMS策略氢气消耗分别降低了1.47 kg和0.81 kg,燃料经济性得以提高。