城轨超级电容储能系统分层控制与容量配置优化研究的开题报告.docx

城轨超级电容储能系统分层控制与容量配置优化研究的开题报告
1、选题背景及意义
城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，具有快速、安全、舒适、环保等特点，是城市中心城区公共交通体系的重要支撑。随着城市快速发展和人口的增加，城轨交通的运营和维护成本不断增加，因此，提高能源效率、减少能源消耗已成为城市轨道交通建设的重要课题。
电容储能技术可以有效地改善城轨交通的能源效率和运营效率。目前，大多数城轨系统采用地面供电方式，即由供电系统向列车提供动力，这种供电方式的能源效率很低，而且地面供电由于外部环境和供电系统的质量等各种因素的影响，也容易出现供电不足或供电中断的情况。相比之下，电容储能技术具有缓存电能并在需要时释放电能的特点，既能提高能源利用率，又能保证轨道交通的运营安全和可靠性。
因此，本文拟从城轨超级电容储能系统的分层控制及容量配置两个方面入手，研究城轨超级电容储能系统的优化配置和控制策略，为提高城市轨道交通的运营效率和节能降耗提供理论支持。
2、研究内容和方法
（1）分层控制
由于城轨超级电容储能系统具有分层结构，不同层次的电容储能电池容量和数量不同，因此，需要设计合理的分层控制策略。本文的研究内容之一就是基于城轨超级电容储能系统的分层结构，提出分层控制策略，并通过仿真实验对其进行验证。
（2）容量配置
电容储能系统的容量配置是影响其运行效率和储能效率的关键因素。本文的研究内容之二就是优化城轨超级电容储能系统的容量配置方案，通过多目标函数评估，建立数学模型，并采用生物启发式算法进行求解，得到最优解。
（3）系统应用
通过对城轨超级电容储能系统的分层控制和容量配置的研究，本文将探索其在城市轨道交通系统中的应用，从而提高轨道交通的能源利用率，降低运营成本，提高生态环境质量。
3、预期成果及意义
本文的研究成果有以下几点：
（1）提出基于城轨超级电容储能系统分层结构的分层控制策略，定量描述其优化效果。
（2）通过生物启发式算法，探索城轨超级电容储能系统的最优容量配置方案，并对容量配置方案进行优化。
（3）将城轨超级电容储能系统的优化配置和控制策略应用于城市轨道交通系统，从而提高系统运营效率和节能降耗。
本研究成果的意义在于为城市轨道交通的提供一种节能环保的新技术，为城市运输体系的可持续发展作出贡献。