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混合储能在直流牵引供电系统中的建模与仿真的开题报告
一、研究背景及意义
随着城市轨道交通的迅猛发展，对供电系统的要求越来越高，如稳定性、可靠性、经济性和环境友好型等方面都需要得到更好地解决。传统的交流供电系统虽然已经使用了多年，但是在应对高速列车等新型城市轨道交通的需求时，它也已经遇到了比较明显的技术瓶颈。在此情况下，直流供电系统因其高效、节能、环保、安全等方面的特点成为了新型城市轨道交通系统的发展趋势与选择之一。
在直流供电系统中，经常会出现由于区间电缆电阻和轨道电阻的影响而引起的线路电压降和电流波动问题，如果不能得到有效地解决，将会严重影响直流牵引系统的稳定性和供电质量。为了解决这些问题，提高系统的稳定性和供电质量，可以引入混合储能，如超级电容等。这种方法可以平稳地响应负载变化和瞬态扰动，提高供电系统的响应速度，减少系统能量损耗和节能减排，并且还可以提高系统整体的可靠性和稳定性。
二、研究内容及方法
本文主要研究针对直流供电系统中的混合储能技术的建模和仿真。混合储能技术主要包括超级电容和锂离子电池等等。具体而言，本文将主要开展以下内容：
（1）对直流供电系统的基本结构和工作原理进行研究和分析；
（2）深入了解和研究超级电容和锂离子电池的基本原理和特点；
（3）建立混合储能与直流牵引系统的仿真模型；
（4）通过对模型进行仿真实验，分析不同参数的影响和优化方法；
（5）综合评估混合储能技术在直流供电系统中的应用效果。
三、研究的难点及解决方法
本文研究的难点主要有以下几个方面：
（1）直流供电系统中的储能与直流牵引系统的耦合性强，需要建立复杂的模型；
（2）超级电容和锂离子电池的特性和参数对储能系统的性能影响比较大，需要深入了解和分析；
（3）储能容量与成本之间的平衡问题，需要综合考虑多个因素。
为了解决这些难点，本文将采用以下方法：
（1）针对建模过程中的耦合问题，将储能系统和直流牵引系统分别建模，再通过仿真软件实现储能与牵引系统的耦合性仿真；
（2）通过实验和模拟分析，深入了解超级电容和锂离子电池的特性和参数；
（3）通过理论分析和实验验证，寻找最优的储能容量和成本平衡点。
四、预期成果
通过对直流供电系统中的混合储能技术的建模与仿真研究，可以对直流供电系统的稳定性和可靠性进行有效提升，从而提高城市轨道交通系统整体的运行效率和安全性。同时，本文将通过实验与模拟分析，了解超级电容和锂离子电池在混合储能系统中的特性和参数，并且预计可以找到最优的储能容量和成本平衡点。