Opracowanie algorytmów optymalizujących wykorzystanie bateryjnych lub superkondensatorowych zasobników energii wraz z energoelektronicznymi układami konwersji mocy w systemie elektromobilnego transportu celem poprawy parametrów zasilania

Type: Dissertation

Number of downloads: 36

Download resource

PDF

Cite

BibTeX EndNote

Title: Opracowanie algorytmów optymalizujących wykorzystanie bateryjnych lub superkondensatorowych zasobników energii wraz z energoelektronicznymi układami konwersji mocy w systemie elektromobilnego transportu celem poprawy parametrów zasilania
Variant of the title: Development of algorithms to optimize the use of battery or supercapacitor energy storage systems together with power electronics power conversion systems in the electromobile transport system in order to improve power supply parameters
Author: Jacukowicz, Rafał
Promoter: dr hab. inż. Dariusz Borkowski, prof. PK
Release date: 2025
Language: Polish
Keywords: przytorowe magazyny energii, sieć trakcyjna DC, akumulatory litowo-jonowe, algorytmy optymalizacyjne

trackside energy storage, DC traction network, lithium-ion batteries, optimization algorithms
Abstract: Celem niniejszej rozprawy doktorskiej było opracowanie i weryfikacja metod modelowania oraz optymalizacji pracy przytorowych magazynów energii (ESS) w systemach trakcyjnych prądu stałego, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu tych urządzeń na stabilność napięciową sieci, odzysk energii z hamowania regeneracyjnego oraz redukcję strat energetycznych. Badania obejmowały symulacje różnych konfiguracji ESS, analizę wpływu wielkości zasobnika i lokalizacji magazynów oraz progów ich pracy na stabilność napięciową i efektywność energetyczną systemu. Wyniki wskazały, że możliwe jest istotne zwiększenie samoreceptywności sieci oraz ograniczenie strat przy umiarkowanych kosztach inwestycyjnych. Działalność wdrożeniowa obejmowała walidację modeli w warunkach rzeczywistych (jazdy testowe pojazdem klasy ETR Rock) oraz uczestnictwo doktoranta w projektach przemysłowych związanych z implementacją systemów energoelektronicznych 3 kV DC. Wyniki potwierdziły zbieżność modeli z pomiarami oraz przydatność opracowanych algorytmów w procesie planowania i projektowania infrastruktury. Praktycznym potwierdzeniem wartości badań było także wdrożenie systemów przez podmiot zatrudniający, które potwierdziły możliwość ograniczenia spadków napięcia oraz zwiększenia efektywności odzysku energii.

The aim of this doctoral dissertation was to develop and validate methods for modelling and optimization of wayside energy storage systems (ESS) in DC railway traction networks, with particular focus on their impact on voltage stability, regenerative braking energy recovery, and reduction of energy losses. The conducted research involved simulations of different ESS configurations, analysis of the impact of storage capacity, placement, land operating thresholds on system voltage stability and energy efficiency. The results confirmed that system self-receptivity can be significantly improved, and energy losses reduced with moderate investment costs. The implementation phase included validation of the models under real conditions (test runs with an ETR Rock trainset) and the doctoral candidate's active involvement in industrial projects related to the deployment of 3 kV DC power electronic systems. The results confirmed the consistency of models with measurements and the usefulness of the developed algorithms in infrastructure planning and design. Practical validation of the research was also provided by the implementation of systems, which demonstrated their capability to mitigate voltage drops and enhance regenerative energy recovery.
Department: Faculty of Electrical and Computer Engineering
Status of the diploma thesis: przed obroną
License: Oświadczenie autora o udzieleniu licencji
Access rights: Zasób dostępny dla wszystkich