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Sistema de almacenamiento de energía fija (Trackside) para ferrocarriles eléctricos de CC basado en convertidores CC-CC aislados de SiC completo

Autores: Fabre, Joseph; Ladoux, Philippe; Caron, Hervé

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Sistema de almacenamiento de energía fija (Trackside) para ferrocarriles eléctricos de CC basado en convertidores CC-CC aislados de SiC completo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Redes ferroviarias
Sistemas de electrificación de CC
Sistemas de almacenamiento de energía en la vía
TESS
Baterías de ion litio
MOSFET de SiC

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En la actualidad, en varias redes ferroviarias europeas que utilizan sistemas de electrificación DC tradicionales, no es posible aumentar el tráfico ni operar locomotoras a su potencia nominal. Los sistemas de almacenamiento de energía en la vía (TESSs) pueden ser una solución alternativa para la creación de nuevas subestaciones. Un TESS limita las caídas de voltaje en la línea de contacto y suaviza la potencia absorbida durante el tráfico máximo. De esta manera, se puede aumentar la eficiencia del sistema de energía al tiempo que se limitan los costos y el impacto ambiental. Este documento propone una nueva topología de un TESS basado en convertidores CC/CC aislados de SiC completo asociados con baterías de iones de litio y aislamiento galvánico, ofreciendo importantes ventajas para la seguridad operativa. En caso de una falla, los terminales de entrada y salida de los convertidores están eléctricamente separados, y el voltaje de la línea de contacto nunca puede aplicarse directamente a las baterías. Además, el uso de MOSFETs de SiC permite obtener una excelente eficiencia con una alta frecuencia de conmutación. La primera parte de este documento presenta las principales características de un módulo TESS elemental, mientras que la segunda parte propone una metodología de dimensionamiento para el caso típico de una línea DC de 1,5 kV, que muestra los límites del uso de TESSs para reforzar un suministro de energía. Finalmente, se presentan los resultados experimentales de un prototipo de módulo elemental.

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