مدیریت توان و کنترل یک لوکوموتیو هیبریدی براساس منابع انرژی فتوولتائیک، پیل سوختی، و باتری

این مقاله به مساله مدیریت انرژی میپردازد تا بهترین عملکرد ابزارهای شارژ مجدد مورد استفاده در لوکوموتیوهای هیبریدی را بررسی کند. هدف اصلی این کار یافتن شرایط بهینه برای کنترل یک سیستم شارژ مجدد ترکیبی با گروهبندی مجدد سلولهای فتوولتائیک و باتری الکتریکی است. سیستمهای فتوولتائیک و باتری به صورت موازی از طریق دو مبدل به هم متصل شدند تا یک بانک باتری لیتیوم یا موتور اصلی کششی را تغذیه کنند. این نوع ترکیب از منابع انرژی منجر به یک سیستم شارژ مجدد ترکیبی میشود. سپس، روش و استراتژی مدیریت انرژی برای یک لوکوموتیو هیبریدی پیشنهاد شده است. در این روش، یک منبع سلول خورشیدی و یک باتری (ترکیبی از چند باتری لیتیومی) به عنوان منابع انرژی مورد استفاده قرار میگیرند که وظیفه تامین ولتاژ برای موتور محرک را برعهده دارند. به منظور بررسی مسئله و ارزیابی استراتژی پیشنهادی، فرض میشود که لوکوموتیو از یک تونل پوشیده عبور میکند و بخش کوچکی از تونل سرپوشیده نیست، به طوری که نور خورشید به سلولهای خورشیدی لوکوموتیو میرسد. در این شرایط، ابتدا ولتاژ تولیدی توسط سلولهای خورشیدی محاسبه میشود و سپس با در نظر گرفتن سرعت ثابت لوکوموتیو در حدود ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت، ولتاژ مورد نیاز برای موتور از طریق باتری محاسبه میگردد. در شبیه سازیها، لرزشهای حرکتی لوکوموتیو با تغییرات کوچک در ولتاژ مدلسازی شده است. در پایان، با توجه به استراتژی کنترلی ارائهشده برای تثبیت سرعت و با در نظر گرفتن یک آستانه برای سرعت، ولتاژ لازم برای هدایت لوکوموتیو به دست می آید.