應用於地鐵的模塊化儲能系統 (ART/334CP)

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地鐵是城市中最常見的交通工具之一。根據中國交通運輸部2019年的數據，截至2019年底，國內的地下鐵道總長度為6,370公里，預計到2029年將超過11,000公里。地鐵系統的年用電量約為420億千瓦時。當中，剎車系統的能量消耗竟然佔了14% 的總電量，而導致嚴重的散熱問題，結果反而使空調之類的冷卻系統需要更多的電量消耗。這是既不經濟、又對環境不利、並且不節能。因此，建立一套具備更高效率、更高功率密度和先進控制方法的能量收集系統，來進行能量回收，是推動行業技術創新和發展的關鍵因素。 本項目旨在開發一項高效率、高功率密度的地鐵儲能系統方案，以解決地鐵在回收再生製動能量時在電、熱及集成所遇到的的挑戰。我們提出要開發的一系列關鍵平台技術包括：(1) 應用帶有抗串擾驅動電路的碳化硅（SiC）器件，來提高操作時的可靠性; (2) 設計高階多諧振轉換器，並推高開關頻率和使用軟開關操作; (3) 推導虛擬直流電機控制算法，以提高母線電壓穩定性並延長電池使用壽命。 我們相信，本項目所提出的平台技術不僅適用於地鐵和輕軌系統，而且還可以應用在智能城市中一些需要收集再生製動能量和實施儲能系統的場景，例如電動汽車（EV），自動扶手電梯和升降機等。此外，根據中國交通運輸部的數據，2019年國內地鐵市場在未來十年呈增長趨勢，預計到2029年將達到97.8億元人民幣。本項目不僅要建構一個技術平台，更要為香港、中國和環球提供一套對智慧城市相關應用切實有效的高效率、高功率密度、可靠和安全的儲能系統解決方案。