Proceedings of the 1st Conference on Transportation and Energy Integration Technologies

Inhaltsverzeichnis

1. A Converter Control Method Based on Linear Active Disturbance Rejection and Active Current Feed-Forward for Flexible DC Traction Power System

   Weihan Bao, Xiaoqian Li, Ziming Li, Chao Lu, Guixuan Liu

   Dieses Kapitel untersucht eine innovative Steuerungsmethode für flexible Gleichstromtraktionssysteme, wobei der Schwerpunkt auf der Integration von Linear Active Disturbance Rejection Control (LADRC) mit aktiver Stromeinspeisung liegt. Der Text geht auf die Herausforderungen ein, die von herkömmlichen Diodengleichrichtern in Gleichstromtraktionssystemen für den Nahverkehr ausgehen, und beleuchtet Probleme wie unkontrollierbare Gleichspannungsniveaus und Energieverschwendung beim regenerativen Bremsen. Die vorgeschlagene LADRC-Kontrollmethode wurde entwickelt, um diesen Herausforderungen durch eine hohe Dynamik und geringe statische Fehler zu begegnen. Das Kapitel behandelt auch den Parametertuning-Prozess für LADRC und vergleicht seine Leistung mit der traditionellen PI-Steuerung durch Simulationen. Zu den Schlüsselthemen zählen die dynamische Leistungsanalyse der vorgeschlagenen Regelungsmethode, die statische Fehlerverifizierung und die Auswirkungen konstanter Leistungslast auf die Systemstabilität. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Regelungsstrategie im Vergleich zur klassischen PI-Fehlerrückkopplungssteuerung eine überlegene dynamische Leistung und geringere statische Fehler bietet, was sie zu einer vielversprechenden Lösung zur Steigerung der Effizienz und Stabilität flexibler Gleichstromtraktionssysteme macht.

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2. An Optimization Configuration Method for Self-Contained Systems in Rail Transit Under a Typical Scenario

   Tianyu Zhao, Limin Jia, Peng Cheng, Lijun Ren

   Dieses Kapitel geht der dringenden Notwendigkeit nach, erneuerbare Energiequellen (RES) und Energiespeicher (ESS) in die Schienenverkehrsinfrastruktur zu integrieren, um Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und die Energiekosten zu senken. Es führt ein einheitliches Rail-RES-Coordinated Energy Storage (RSCES) -Rahmenwerk ein, das sich auf den Eigenverbrauch konzentriert und überschüssige Netzrückkopplungen als wirtschaftlich rentabelsten Modus vorsieht. Der Text skizziert ein zweistufiges Optimierungsmodell, das dynamische Netzinteraktionen und Szenarien des Eigenverbrauchs berücksichtigt, wobei ein adaptiver genetischer Algorithmus (AGA) für die Kapazitätsplanung auf oberer Ebene und Gurobi für den dynamischen Versand auf unterer Ebene einbezogen werden. Eine detaillierte Fallstudie der Hailesihao South Traction Substation in der Inneren Mongolei zeigt die Effektivität des vorgeschlagenen Modells und zeigt signifikante Kostensenkungen und ein verbessertes Energiemanagement. Die Studie beleuchtet die Auswirkungen der Transformatorkapazität auf die Systemleistung und die wirtschaftlichen Vorteile des Verkaufs überschüssigen Stroms. Das Kapitel schließt mit der Betonung des Potenzials für signifikante Kostensenkungen und die effektive Integration erneuerbarer Energien in die Eisenbahninfrastruktur, was den Weg für die Dekarbonisierung des Transportsektors ebnet.

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3. Short-Term Battery Swapping Prediction of Heavy-Duty Trucks Based on Generative Adversarial Networks and Dynamic Bayesian Networks

   Bo Ma, Fei Gao, Liuqin Cai, Yan Li, Lifang Liu, Peng Guo

   In diesem Kapitel wird die entscheidende Notwendigkeit genauer kurzfristiger Vorhersagen für den Batterietausch in schweren Lastkraftwagen untersucht, um das Energiemanagement zu optimieren und die Kosten zu senken. Es führt ein ausgeklügeltes Rahmenwerk ein, das Generative Adversarial Networks (GANs) für den Umgang mit fehlenden Daten und Dynamic Bayesian Networks (DBNs) für prädiktive Modellierung kombiniert. Die Studie beleuchtet die Herausforderungen der Datenqualität im Schwerlastverkehr, einschließlich fehlender oder anomaler Daten aufgrund rauer Umweltbedingungen. Es präsentiert einen detaillierten Workflow für die Vorhersage des Batteriewechsels, der die Bedeutung der Behebung von Datenanomalien und die Integration von Betriebsdaten in Echtzeit betont. Das Kapitel untersucht auch die Architektur und Trainingsparameter der GAN- und DBN-Modelle und gibt Einblicke in deren Implementierung und Leistung. Empirische Ergebnisse zeigen die Effektivität der vorgeschlagenen Modelle und erreichen eine hohe Genauigkeit bei der Vorhersage des Batteriewechselbedarfs. Die Ergebnisse bieten strategische Unterstützung für Flottenbetreiber, um Strategien zur Energieauffüllung von Fahrzeugen zu optimieren und Tankstellenbetreiber auszutauschen, um Netzinteraktionen zu erleichtern und gleichzeitig den Lastwagenbedarf zu decken. Das Kapitel schließt mit Empfehlungen für die zukünftige Forschung, einschließlich der Verbesserung von Algorithmen zur Datenfüllung, der Einbeziehung meteorologischer und geografischer Faktoren und der Erforschung komplexer Einsatzszenarien.

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4. Review of Harmonic Mechanism and Suppression Strategies for Renewable Energy Grid-Connected Inverters

   Chenyang Zhang, Xinshou Tian, Wei Wu

   Dieses Kapitel untersucht die entscheidende Rolle netzgekoppelter Wechselrichter in erneuerbaren Energiesystemen und konzentriert sich auf die harmonischen Probleme, vor denen sie stehen, und die Strategien, sie abzumildern. Zunächst wird der historische Kontext und die Bedeutung von Wechselrichtern für den Anschluss erneuerbarer Energiequellen an das Stromnetz skizziert. Der Text untersucht dann die Mechanismen hinter der harmonischen Erzeugung, einschließlich der Auswirkungen von Modulationstechniken wie PWM, SPWM und SVPWM, und die Herausforderungen durch digitale Steuerung und Totzeiteffekte. Der Review untersucht auch verschiedene Methoden der harmonischen Unterdrückung und kategorisiert sie in Kontroll- und Störquellen-Kompensationstechniken. Er hebt die Vorteile und Grenzen jeder Methode hervor, wie die langsame Reaktion sich wiederholender Controller und die modellhafte Abhängigkeit der Dead-Beat-Steuerung. Zusätzlich wird in diesem Kapitel die Entwicklung der Filtertechnologien von einfachen L-Filtern zu komplexeren LCL- und LLCL-Filtern und die Bedeutung eines optimalen Parameterdesigns für eine effektive harmonische Unterdrückung diskutiert. Die Schlussfolgerung unterstreicht die Fortschritte bei der harmonischen Analyse und Unterdrückung und zeigt zugleich die verbleibenden Herausforderungen und Bereiche für die zukünftige Forschung auf. Dieser umfassende Überblick bietet wertvolle Einblicke in den aktuellen Zustand und die zukünftige Richtung des harmonischen Managements in netzgekoppelten Wechselrichtern.

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5. Research on Temperature Monitoring of New Energy Ship Engines Based on Sapphire Fiber Fabry-Perot High-Temperature Sensing Technology

   Meitong Li, Xun Yu, Shitao Peng, Yongkui Song, Xiaoli Wang, Shuang Wang

   Dieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle der präzisen Temperaturüberwachung in neuen Energieschiffsmotoren, wobei der Schwerpunkt auf dem Einsatz von Fabry-Perot-Sensoren aus Saphirfaser liegt. Darin werden die Herausforderungen durch extreme Umgebungen und die Beschränkungen herkömmlicher Thermoelementsensoren untersucht. Der Text diskutiert die Vorteile von Saphirfasersensoren, einschließlich ihrer hohen Präzision und Beständigkeit gegen raue Bedingungen. Es untersucht die Auswirkungen von Faserlänge, Kerndurchmesser, numerischer Apertur und Spektralbreite der Lichtquelle auf die Signalqualität. Die Studie schlägt ein neuartiges räumliches Kohärenzmesssystem vor, um die Signaltreue und Messgenauigkeit zu verbessern. Durch die Untersuchung der räumlichen Kohärenzverteilungsmerkmale multimodaler Interferenzen schafft diese Forschung eine Grundlage für eine zuverlässige Temperaturüberwachung in der nächsten Generation von Schiffsantriebssystemen.

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6. Vector Control with Inherent Neutral-Point Balancing for Long-Stator Linear Synchronous Motor by Three-Level ANPC Inverters

   Zhaoshuo Wu, Xincheng Zhou, Yong Liu, Ao Liu, Qi Luo, Zheming Jin, Lei Wang

   Dieses Kapitel befasst sich mit den fortschrittlichen Regelungsstrategien für Langstator-Synchronmotoren (LLSM) in supraleitenden Magnetschwebesystemen und betont die Integration der Vektorsteuerung mit dreistufigen aktiven Neutralpunktklemminvertern (ANPC). Der Text unterstreicht die entscheidende Notwendigkeit einer präzisen Schub- und Geschwindigkeitsregelung, um das Hochgeschwindigkeitspotenzial von Magnetschwebezügen freizusetzen, und geht auf die den ANPC-Topologien innewohnenden Herausforderungen eines Ungleichgewichts der Neutralpunktspannung ein. Durch eine modifizierte Vektorregelungsstrategie, die ANPC-spezifischen Spannungsausgleich einbezieht, zeigt die Studie eine robuste Motordrehzahlregelung und eine effektive Minimierung von Neutralpunktspannungsschwankungen. Das Kapitel untersucht auch die mathematischen Modelle und Kontrollblockdiagramme sowohl für den aktuellen inneren Kreislauf als auch für den äußeren Kreislauf der Geschwindigkeit und liefert eine detaillierte Analyse der dynamischen Stabilität und schnellen Reaktion des Systems. Simulationsergebnisse bestätigen die Effektivität der vorgeschlagenen Steuerungsstrategie und zeigen einen stabilen Betrieb über den gesamten Drehzahlbereich und eine gleichmäßige Strom- und Schubleistung. Die Integration von SVPWM mit Nullsequenzspannungseinspritzung zur Ausbalancierung des Halbzeitpotenzials ist eine Schlüsselinnovation, die die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit des Systems gewährleistet. Dieser umfassende Ansatz bietet wertvolle Erkenntnisse für Fachleute, die die Leistung und Zuverlässigkeit von Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebetriebssystemen verbessern wollen.

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7. Research on Active Junction Temperature Control Strategies and Modeling for IGBT Based on Multi-Mode Modulation

   Haoyang Li, Jianbiao Shen, Wenxia Jiang, Xinwu Zhou, Ningning Wei, Haotian Sun, Lei Wang

   Dieses Kapitel vertieft die kritische Frage des Thermomanagements für IGBT-Module in Hochgeschwindigkeitszug-Traktionswechselrichtern. Es führt eine Strategie zur aktiven Steuerung der Übergangstemperatur ein, die auf einer Multimode-Modulation beruht, die die Schaltfrequenzen dynamisch anpasst, um thermische Belastungen effektiv zu steuern. Die Forschung etabliert ein elektrothermisch gekoppeltes Modell zur genauen Abschätzung der Übergangstemperaturen und schlägt eine Multimode-PWM-Strategie vor, die die Leistung über verschiedene Betriebsfrequenzen hinweg ausbalanciert. Simulationsergebnisse zeigen eine signifikante Verringerung von Temperaturspitzen und -schwankungen in der Verbindung, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von IGBT-Modulen erhöht. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass diese Strategie eine kostengünstige und effiziente Lösung zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Traktionswechselrichtern ohne zusätzliche Hardware bietet.

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8. Performance Optimization Method for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Power Generation System Based on Dual-Closed-Loop Active Disturbance Rejection Control

   Shifan Wang, Tianhong Wang, Liangzhen Yin, Leshan He, Shuqi Xie, Qi Li

   Dieses Kapitel geht den entscheidenden Faktoren nach, die die Leistung von Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellensystemen (PEMFC) beeinflussen, wobei der Schwerpunkt auf dem Temperatur- und Feuchtigkeitsmanagement liegt. Es stellt ein nichtlineares dynamisches Modell des PEMFC-Systems vor, das die komplexen Wechselwirkungen zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit hervorhebt, die die Nettoleistung beeinflussen. In diesem Kapitel wird eine neuartige Methode zur Leistungsoptimierung vorgestellt, die auf einer aktiven Störausgleichskontrolle (DCLADRC) basiert, die darauf abzielt, optimale Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsniveaus beizubehalten, um die Systemleistung zu verbessern. Experimentelle Ergebnisse zeigen die Effektivität der DCLADRC-Methode bei der Verbesserung der Nettoleistung unter unterschiedlichen Lastbedingungen, was sie zu einem vielversprechenden Ansatz für zukünftige PEMFC-Systementwicklung und -optimierung macht.

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9. Study on Hydrogen Leakage Diffusion Characteristics and Ventilation Control in Hydrogen Fuel System for Hydrogen Rail Transit

   Chang Guo, Yuan Long, Dafa Jiang, Yanli Tang, Jiamin Xiao, Kun Zhao, Pengnan Wei

   Diese Studie untersucht die Diffusionseigenschaften von Wasserstofflecks in Wasserstoffkraftstoffsystemen (HFS) für den Schienenverkehr und bewertet die Effektivität verschiedener Lüftungsstrategien. Mithilfe der Computational Fluid Dynamics (CFD) modellieren die Forscher Wasserstofflecks und ihre Diffusion innerhalb eines Gehäuses, wobei sie sich auf die Auswirkungen der Luftströmungsdynamik konzentrieren. Die Studie zeigt, dass sich Wasserstoff, der schwimmend ist, schnell in der Nähe des Daches ansammelt und sich horizontal ausbreitet, bevor er an Wänden entlang absteigt. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen der rasche Anstieg des Wasserstoffvolumenanteils in der Nähe der Leckagequelle, der innerhalb von 25 Sekunden den unteren Entflammbarkeitsgrenzwert (LFL) erreicht, und die Ineffizienz der natürlichen Belüftung beim Management von Leckagerisiken. Zwangslüftung verringert jedoch die Wasserstoffakkumulation erheblich und hält das Sicherheitsniveau im gesamten Gehege aufrecht. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Zwangsbelüftungssysteme für die Sicherheit unverzichtbar sind, und empfiehlt, Wasserstoffsensoren in Risikozonen Priorität einzuräumen und die Gehäusekonstruktionen zu optimieren, um Gasansammlungen zu verhindern. Diese Studie bietet entscheidende Einblicke in die Verbesserung der Sicherheit von Wasserstoffschienenverkehrssystemen.

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10. Impact of Frequency-Splitting Control on Alkaline/PEM Electrolyzer Performance Degradation in Hybrid Electrolysis-Energy Storage Systems

    Hongqiang Li, Xutao Li, Ningbo Zhang, Jiahao Hu, Qingjie Sun, Fuqiang Jiang, Yiwei Qiu

    Dieses Kapitel befasst sich mit dem kritischen Problem des Leistungsabbaus in alkalischen (AEL) und Protonenaustauschmembranen (PEM) Elektrolyseuren, wenn diese in hybride Energiespeicher integriert werden. Er zeigt auf, wie intermittierende Erneuerbare Energien zu einem instabilen Betrieb führen und den Abbau in beiden Elektrolyseurtypen beschleunigen. Bei AELs führen häufige Start-Stopp-Zyklen zu Katalysatorpassivierung und Verringerung der Membranporosität, während PEMEL aufgrund von Leistungsschwankungen unter mechanischer Belastung und Trennschichtdelamination leiden. In diesem Kapitel wird eine neue Strategie zur Frequenzentkopplung vorgestellt, die diese Abbauprozesse abmildern soll. Durch die dynamische Optimierung der Schwelle zur Frequenzsegmentierung koordiniert die Methode den Betrieb von Energiespeichern und Elektrolyseuren und adressiert dabei die spezifischen Degradationstreiber jedes Typs. Die Strategie sieht unterschiedliche Grenzfrequenzen für AELs vor, um Start-Stopp-Zyklen zu reduzieren, und für PEMELs, um Leistungsschwankungen zu unterdrücken. Simulationsergebnisse zeigen die Effektivität dieses Ansatzes, zeigen signifikante Verringerungen der Abbauraten und verlängern die Lebensdauer des Gesamtsystems. Dieses Kapitel bietet wertvolle Einblicke in die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Hybrid-Wasserstoffproduktionssystemen und ist daher eine wichtige Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet.

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11. Research on Active Damping Methods for Enhancing the Stability of Renewable Energy Grid Connection in Weak Grids

    Li Kai, Liu Xumeng

    Dieses Kapitel geht den Herausforderungen nach, die sich aus der Aufrechterhaltung der Stabilität erneuerbarer Energienetzverbindungen innerhalb schwacher Netze ergeben, insbesondere bei Transport-Mikronetzen. Er untersucht die Grenzen traditioneller passiver und aktiver Dämpfungsmethoden, die häufig Verluste erhöhen oder auf bestimmte Impedanzbereiche des Netzes beschränkt sind. Der Text führt eine adaptive aktive Dämpfungsmethode ein, die darauf ausgelegt ist, die Stabilität der Netzanbindung durch Anpassung der virtuellen Impedanz auf der Grundlage von Hochfrequenzresonanz am Point of Common Coupling (PCC) zu verbessern. Diese Methode injiziert Äquivalentstrom, um die Resonanz zu unterdrücken und die Netzqualität zu verbessern, ohne bestehende Geräte zu modifizieren. Das Kapitel enthält eine detaillierte Analyse des Schaltungsmodells netzgekoppelter LCL-Wechselrichter und der Prinzipien aktiver Dämpfung auf Grundlage der Rückkopplung von Kondensatorströmen. Außerdem wird ein umfassendes Design der Methode zur Verbesserung der netzgekoppelten Stabilität vorgestellt, einschließlich Systemschleifenmodellen und Strategien zur Parametereinstellung. Simulationsergebnisse zeigen die Robustheit der Methode gegenüber verschiedenen Impedanzschwankungen und machen sie zu einer vielversprechenden Lösung zur Verbesserung der Netzstabilität in schwachen Netzen.

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12. Numerical Study on Zig-Zag Maneuvering Characteristics of a Tug Towing a Gravity-Based Structure Using STAR-CCM+ 

    Chao Xu, Shoupeng Xie, Yongbing Li, Chaoming Bao, Junfeng Tian

    Dieses Kapitel befasst sich mit der numerischen Untersuchung der Zick-Zack-Manövriereigenschaften eines Schleppers, der mit STAR-CCM + eine schwerkraftbasierte Struktur zieht. Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der dynamischen Reaktionen und Stabilität des Systems unter verschiedenen Manövrierbedingungen. Wichtige Themen sind der Einfluss der Zugstruktur auf die Steuerung des Schleppers, die periodische Zugdynamik der Zugseile und die Bewegungseigenschaften der Zugstruktur mit mehreren Freiheitsgraden. Die Studie zeigt, dass das Vorhandensein der auf der Schwerkraft beruhenden Struktur die Stabilität und Geschmeidigkeit der Steuerungsreaktion des Schleppers signifikant erhöht. Die Seilspannung weist eine starke Periodizität auf, wobei Spitzenwerte bei Richtungswechseln auftreten. Die Haltungsbewegung der geschleppten Struktur zeigt ausgeprägte Rollbewegungen und komplexe Gierreaktionen aufgrund gekoppelter Effekte. Diese Erkenntnisse liefern wichtige Einblicke in die Gestaltung von Schleppwegen und Kontrollstrategien für Offshore-Strukturen, die einen sicheren und effizienten Transportbetrieb gewährleisten.

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13. Research and Application of Fast-Charging Graphite Anode for Lithium-Ion Batteries

    Shuyi Zhao, Xin Shi, Xianguang Wang

    Dieses Kapitel befasst sich mit der Erforschung und Anwendung schnell aufladbarer Graphitanoden für Lithium-Ionen-Batterien und konzentriert sich auf die Umweltauswirkungen von Kraftstofffahrzeugemissionen und den weltweiten Vorstoß in Richtung grüner Energie. Darin werden die Herausforderungen untersucht, vor denen Graphitanoden stehen, wenn es darum geht, eine Schnellladung über 2C bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung von Leistung und Sicherheit zu erreichen. Der Text diskutiert die Bedeutung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie in der Elektrofahrzeugindustrie und die Notwendigkeit von Fortschritten bei Anodenmaterialien. Zu den Schlüsselthemen zählen die Beschränkungen aktueller Graphitanoden, der weltweite Trend hin zu Elektrofahrzeugen und die potenziellen Lösungen zur Verbesserung der Schnellladefähigkeit. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die zukünftige Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien und deren Rolle bei nachhaltigen Energielösungen.

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14. Experimental Analysis and Safety Assessment of Thermal Runaway Behavior in Sodium-Ion Batteries Under Thermal Abuse

    Ziqi Wang, Shuquan Wang, Hao Tian, Zhengwei Zhao

    Dieses Kapitel befasst sich mit der experimentellen Analyse und Sicherheitsbewertung des thermischen Fluchtverhaltens von Natriumionenbatterien (SIBs) unter thermischen Missbrauchsbedingungen. Die Studie konzentriert sich auf zwei Schlüsselbereiche: den Einfluss der Batteriealterung auf thermische Ausreißer und den Einfluss von Materialentscheidungen auf das Sicherheitsprofil von SIBs. Durch umfangreiche Tests mit einem erweiterten Accelerating Rate Calorimeter (ARC) und dem Heat-Wait-Seek-Protokoll identifiziert die Forschung kritische thermische Ausreißer-Temperaturparameter (T1, T2 und T3) sowohl für neue als auch für alte Batterien. Die Ergebnisse zeigen, dass die Alterung die Sicherheitsmargen von SIBs signifikant verringert, wobei die charakteristischen Temperaturen um 20-46 ° C fallen. Die Studie hebt auch das überlegene Sicherheitsprofil des 26700 Batterieformats im Vergleich zum 18650 hervor, was auf Unterschiede in Material und Design zurückzuführen ist. Die Schlussfolgerung betont die Bedeutung der Verfolgung zyklusabhängiger Verschiebungen der thermischen Ausreißtemperaturen und der Bevorzugung von Materialien, die die Sicherheit und Stabilität von SIBs erhöhen. Diese umfassende Analyse bietet wertvolle Einsichten in die thermische Sicherheit von Natriumionen-Batterien und gibt Hinweise für ihre sichere Anwendung in großen Energiespeichern.

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15. Capacity Planning of Electric Vehicle Charging Facilities in Highway Service Areas

    Zihan Wang, Yunpeng Guo, Rongjian Dai, Xiaoteng Zhou, Xu Wang

    Dieses Kapitel geht den kritischen Aspekten der Kapazitätsplanung für Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge in Autobahnraststätten nach und adressiert die wachsenden Herausforderungen, vor denen der Transport- und Energiesektor steht. Die Studie unterstreicht die Bedeutung wissenschaftlicher und rationaler Planung, um der steigenden Nachfrage nach Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge gerecht zu werden, insbesondere in Spitzenzeiten und auf Schnellstraßen. Es wird eine spezielle Planungsmethode eingeführt, die ein M / M / N-Warteschlangenmodell zur Optimierung der Anzahl der Ladepunkte verwendet, um die durchschnittlichen jährlichen Lebenszykluskosten zu minimieren und gleichzeitig Einschränkungen wie durchschnittliche Wartezeit und Servicequote zu berücksichtigen. Die Forschung verwendet einen genetischen Algorithmus, um das Optimierungsmodell zu lösen und ein Gleichgewicht zwischen Nutzerzufriedenheit und Ressourceneffizienz sicherzustellen. Eine Fallstudie, die sich auf den Abschnitt Yiyuan-Yishui Yangzhuang-Zhucheng-Jiaozhou der Jinan-Qingdao South Line konzentriert, zeigt die praktische Anwendung der vorgeschlagenen Methode. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede bei der Ladenachfrage und -dauer in den verschiedenen Servicebereichen, wobei Yiyuan und Jiaozhou aufgrund der hohen Nachfrage und spezifischer betrieblicher Herausforderungen die höchste Anzahl an Ladepfählen erfordern. Eine Sensitivitätsanalyse untersucht zudem die Auswirkungen unterschiedlicher maximal zulässiger Wartezeiten auf die erforderliche Anzahl von Ladestationen und liefert wertvolle Erkenntnisse für die Infrastrukturplanung. Die Studie schließt mit der Betonung der Notwendigkeit eines dynamischen Gleichgewichts zwischen Servicequalität und Ressourceneffizienz bei der Kapazitätsplanung von Schnellstraßen-Ladeinfrastruktur und bietet theoretische Unterstützung für die rationale Zuweisung und den geordneten Ausbau dieser Einrichtungen.

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16. Research on the Application and Development of New and Clean Energy in China Inland Waterway Vessels

    Li Kun, Xu Xiaojian, Chen Yiqi, Ning Changxiong

    Dieses Kapitel befasst sich mit der Erforschung und Entwicklung neuer und sauberer Energietechnologien für chinesische Binnenschiffe und konzentriert sich dabei auf den aktuellen Status, globale Entwicklungen und zukünftige Trends. Er hebt das rasche Wachstum elektrischer Schiffe, die zunehmende Einführung von Flüssiggas- und Methanolschiffen und die frühen Stadien wasserstoffbetriebener Schiffe hervor. Der Text untersucht auch die unterstützende Infrastruktur für diese Technologien, einschließlich Bunkeranlagen und Ladeeinrichtungen. Darüber hinaus werden die Herausforderungen diskutiert, vor denen die Förderung der neuen und sauberen Energieschifffahrt steht, wie die Notwendigkeit einer weiteren Klärung des Weges zur Energiewende, die Entwicklung unterstützender Infrastruktur und Durchbrüche bei den wichtigsten Ausrüstungstechnologien. Das Kapitel schließt mit Vorschlägen zur Förderung der integrierten Entwicklung von Wasserverkehrs- und Energiesystemen, wobei die Bedeutung innovationsgetriebener technologischer Unterstützung und der Schaffung eines synergistischen Ökosystems für Schifffahrt und saubere Energie hervorgehoben wird.

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17. Transient Simulation Accuracy Optimization of Power Semiconductors via Super-Sampling Technology

    Xinyang Li, Hao Bai, Xiangfu Cheng, Haiyuan Sun

    Dieses Kapitel geht den Herausforderungen der genauen Simulation des vorübergehenden Verhaltens von Leistungshalbleitern nach, die entscheidende Komponenten in Leistungselektronik-Wandlern sind. Der Text untersucht den Zielkonflikt zwischen Modellgenauigkeit und Recheneffizienz und hebt die Grenzen bestehender Modelle auf System- und Geräteebene hervor. Die Autoren schlagen eine neuartige Super-Sampling-Hybrid-Strategie vor, die ein fünfschichtiges konvolutionales neuronales Netzwerk (CNN) mit linearer Interpolation kombiniert, um die Genauigkeit der Wellenform zu verbessern, ohne die Komplexität der Modelle zu erhöhen. Die Methodik beinhaltet die Ausbildung des CNN, hochauflösende Wellenformwerte an bestimmten Abtastpunkten vorherzusagen, während die verbleibenden Punkte durch lineare Interpolation zurückgewonnen werden. Die Wirksamkeit dieses Ansatzes wird durch eine Fallstudie zu einem IGBT-Verhaltensmodell bestätigt, die signifikante Verbesserungen bei der Auflösung und Genauigkeit der Wellenform zeigt. Der Text diskutiert auch Verfeinerungen zur Behebung lokaler Fehler in sich schnell ändernden Wellenformregionen, wodurch die Leistung der Methode weiter verbessert wird. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vorgeschlagene Methode über verschiedene Wellenformtypen hinweg eine Verbesserung des mittleren quadratischen Fehlers (MSE) um über 90% und des relativen mittleren quadratischen Fehlers (RRMSE) um über 60% erreicht, was sie zu einer vielversprechenden Lösung zur Optimierung der Genauigkeit transienter Simulationen in der Leistungselektronik macht.

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18. An Energy Storage Converter Control Scheme for Suppression of Voltage Deviations in Weak Systems Suffering Significant Power Fluctuations

    Dawei Dai, Hao Tian

    Dieses Kapitel geht den Herausforderungen von Spannungsabweichungen in schwachen Stromversorgungssystemen nach, die durch die Integration intermittierender erneuerbarer Energiequellen und Hochleistungs-Schnellladesysteme verschärft werden. Die Studie schlägt ein neuartiges Regelsystem für Energiespeicher vor, das Spannungsabweichungen am Point of Common Coupling (PCC) schnell unterdrücken soll. Es untersucht die Grenzen von Dieselgeneratoren bei der Abschwächung schneller Spannungstransienten und führt eine koordinierte Steuerungsstrategie ein, die Energiespeicher mit Dieselgeneratoren integriert. Das Kapitel bietet ein detailliertes mathematisches Modell von Dieselgeneratoren, in dem deren dynamisches Verhalten unter Lastschwankungen analysiert wird. Außerdem präsentiert sie eine dynamische Strategie zur aktiven Leistungskompensation und zur Blindleistungskompensation, die auf Laststromzuführung beruht. Simulationsergebnisse zeigen die Effektivität des vorgeschlagenen Kontrollschemas bei der signifikanten Verringerung transienter Frequenzeinbrüche und Spannungsschwankungen, wodurch die dynamische Netzqualität verbessert wird. Die Studie schließt mit der Hervorhebung der Vorteile des koordinierten Stromlieferungsprogramms für den Betrieb des Generators mit nahezu einheitlichem Leistungsfaktor, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Netzes verbessert und eine tiefere Durchdringung erneuerbarer Energien unterstützt wird.

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