مقاله انگلیسی یکپارچه سازی توان فتوولتائیک مجاور در سیستم قدرت کششی خط حمل و نقل ریلی (2020 الزویر)

مسیر ردیف خط حمل و نقل ریلی شهری مرتفع شده در حومه (URT) یک بستر بالقوه برای قرار دادن پانل های فتوولتائیک (PV) است. در این مقاله یک مطالعه جامع از ادغام برق PV پیکان در سیستم منبع تغذیه کشش جریان مستقیم (DC) URT انجام شده است. با استفاده از بخش مرتفع خط 11 مترو در حومه شانگهای به عنوان نمونه ، ظرفیت نصب بالقوه PV مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس ویژگی منحصر به فرد سیستم منبع تغذیه کششی DC ، یک طرح ادغام PV و استراتژی کنترل یک طرفه DC پیشنهاد شده است. مدل های شبیه سازی بر اساس ویژگی های الکتریکی سیستم قدرت URT و قطار متحرک به ویژه به عنوان ابزاری مؤثر برای انجام تجزیه و تحلیل سناریو از طرح های مختلف ادغام PV توسعه یافته اند و یک پارامتر صرفه جویی در انرژی “k” برای ارزیابی انرژی پیشنهاد شده است. اثر صرفه جویی نتیجه گیری می کند که یکپارچه سازی PV جانبی DC می تواند به جبران ولتاژ کششی و کاهش تلفات انتقال مویرگ در مرحله کشش قطارها کمک کند ، در نتیجه نرخ صرفه جویی در انرژی بالاتری دارد. حتی با سیستم ذخیره سازی PV و سیستم ذخیره انرژی (ESS) که در سیستم قدرت کشش DC به کار رفته است ، می توان عملکرد بهتری نیز بدست آورد. نتیجه صرفه جویی در انرژی می تواند به اثر “1 + 1> 2” برسد ، به این معنی که کل صرفه جویی در مصرف انرژی حتی از مجموع PV یا ESS که به تنهایی کار می کنند حتی بیشتر است. علاوه بر این ، کیفیت و ایمنی قدرت کشش نیز بهبود می یابد.

1. مقدمه

URT به دلیل سریع بودن ، ایمن بودن ، دقیق بودن و داشتن ظرفیت مسافر بزرگ ، به راه حل برتر برای حل مشکلات احتمالی ترافیک در شهرهای بزرگ و متوسط ​​چین تبدیل شده است [1،2]. با این حال ، این نیز یک مصرف کننده انرژی بزرگ است. در شانگهای ، مصرف انرژی سالانه URT بیش از 1.9 میلیارد کیلووات ساعت است. مشکل حفاظت از انرژی به طور فزاینده ای برجسته می شود [3]. به عنوان نوعی انرژی تجدید پذیر ، تولید برق PV هیچ گونه آلودگی و بدون سر و صدایی ندارد ، و نصب و راه اندازی راحت و انعطاف پذیر است [4] ، که در بسیاری از زمینه ها بسیار مورد استفاده قرار گرفته است [5،6]. تعدادی از مطالعات در مورد گیاهان PV [7] ، سیستم های اتصال PV PV و استراتژی کنترل [8،9] انجام شده است. نصب پانل های PV در سیستم URT بسیار جذاب است. توسعه آینده URT نیاز فوری به معرفی این فناوری سبز ، پایدار و کم کربن دارد. در حال حاضر چندین پروژه نمایشی در URT وجود داشته است. سنگاپور 1 مگاوات سیستم PV بر روی سقف انبارهای مترو نصب کرده است که می تواند انتشار کربن را 500 تن در سال کاهش دهد. شرکت راه آهن بلژیک یک تونل PV 3 کیلومتر با ظرفیت 3 مگاوات ساخته است. راه آهن هند برای تأمین تهویه ، روشنایی و تهویه مطبوع ، ماژولهای PV را بر روی سقف قطارها نصب کرد. شرکت راه آهن JR ژاپن یک واحد PV 453KW را بر روی سقف سکوی توکیو نصب کرد ، که پیش بینی می شود سالانه 340 مگاوات ساعت برق تولید کند و میزان انتشار کربن را 101 تن کاهش می دهد [11].

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

The trackside of suburban elevated urban rail transit (URT) line is a potential platform for placing Photovoltaic (PV) panels. This paper has made a comprehensive study of trackside PV power integration into the direct current (DC) traction power supply system of URT. With the elevated section of Metro Line 11 in suburban Shanghai as an example, the potential PV installation capacity has been evaluated. Based on the unique feature of the DC traction power supply system, a DC side PV integration scheme and control strategy has been proposed. The simulation models based on the electrical characteristics of URT power system and the moving train have been especially developed as an effective tool to perform the scenario analysis of different PV integration schemes, and an energy saving parameter “k” has been proposed to evaluate the energy saving effect. It concludes that DC side PV integration can help to compensate the traction voltage and reduce the catenary transmission loss in the traction stage of trains, thereby it has a higher energy saving rate. Even better performance can be achieved with both PV and energy storage system (ESS) integrated into the DC traction power system. The energy saving result can achieve the effect of “1 + 1 > 2”, which means the total amount of energy savings is even larger than the sum of PV or ESS working alone. Moreover, the traction power quality and safety will also be improved.

1.Introduction

URT has become the preferred solution to solve traffic congestion in large and medium-sized cities in China because of being fast, safe, punctual, and having a large passenger capacity [1,2]. However, it is also a huge energy consumer. In Shanghai, the annual energy consumption of URT is more than 1.9 billion kWh. The energy conservation problem is becoming increasingly prominent [3]. As a kind of renewable energy, PV power generation has no pollution and no noise, and it is convenient and flexible to install [4], which has been widely used in many fields [5,6]. A number of studies have been carried out on PV plants [7], PV grid connection systems and control strategy [8,9]. It is very attractive to install PV panels in URT system. The future development of URT urgently needs the introduction of this green, sustainable and low-carbon technology. There have been already some demonstrative projects in URT. Singapore has installed 1 MW of PV system on the roof of metro depots, which can reduce carbon emissions by 500 tons per year. The Belgian Railway Company has built a 3KM long PV tunnel with a power capacity of 3 MW. Indian Railways installed PV modules on the roof of trains to provide ventilation, lighting, and air conditioning [10]. Japan’s JR Railway Company installed a 453KW PV unit on the roof of the Tokyo platform, which is expected to generate 340MWh of electricity per year and reduce carbon emissions by 101 tons [11].