Reforzamiento de los ferrocarriles electrificados de corriente continua mediante un sistema modular de almacenamiento de energía con baterías
Autores: da Silveira Brito, Erick Matheus; Ladoux, Philippe; Fabre, Joseph; Sonier, Benoit
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Reforzamiento de los ferrocarriles electrificados de corriente continua mediante un sistema modular de almacenamiento de energía con baterías
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Electrificación ferroviaria
Caída de voltaje
Sistema de Almacenamiento de Energía con Baterías Modulares
Líneas aéreas
Subestaciones
MBESS.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La electrificación ferroviaria de corriente continua se implementó a principios del siglo XX en varios países de Europa. Hoy en día, este sistema de energía ya no se adapta a las demandas del aumento del tráfico ferroviario. Debido al nivel relativamente bajo de voltaje, la corriente consumida por los trenes alcanza varios kAs. Por lo tanto, en el peor de los casos, las locomotoras no pueden operar a su potencia nominal debido a la caída de voltaje a lo largo de la línea de contacto. Las soluciones convencionales para reducir la caída de voltaje consisten en aumentar la sección transversal de las líneas aéreas o reducir la longitud de los sectores mediante la instalación de subestaciones adicionales. Sin embargo, estas soluciones son costosas y no siempre factibles. La implementación de un Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías Modular (MBESS) puede ser una solución alternativa para reforzar el suministro de energía ferroviaria. Este documento presenta primero un MBESS basado en bloques elementales que asocian un convertidor DC-DC aislado de Full-SiC y racks de baterías. Se describen los modelos eléctricos de un sector ferroviario y un bloque elemental, y se realizan simulaciones considerando el tráfico ferroviario real en dos sectores de la Red Ferroviaria Nacional Francesa, electrificados a 1,5 kV. Los resultados muestran que la instalación de un MBESS en el sector ferroviario aumenta el voltaje de la locomotora, al tiempo que aumenta la eficiencia general del sistema.
Descripción
La electrificación ferroviaria de corriente continua se implementó a principios del siglo XX en varios países de Europa. Hoy en día, este sistema de energía ya no se adapta a las demandas del aumento del tráfico ferroviario. Debido al nivel relativamente bajo de voltaje, la corriente consumida por los trenes alcanza varios kAs. Por lo tanto, en el peor de los casos, las locomotoras no pueden operar a su potencia nominal debido a la caída de voltaje a lo largo de la línea de contacto. Las soluciones convencionales para reducir la caída de voltaje consisten en aumentar la sección transversal de las líneas aéreas o reducir la longitud de los sectores mediante la instalación de subestaciones adicionales. Sin embargo, estas soluciones son costosas y no siempre factibles. La implementación de un Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías Modular (MBESS) puede ser una solución alternativa para reforzar el suministro de energía ferroviaria. Este documento presenta primero un MBESS basado en bloques elementales que asocian un convertidor DC-DC aislado de Full-SiC y racks de baterías. Se describen los modelos eléctricos de un sector ferroviario y un bloque elemental, y se realizan simulaciones considerando el tráfico ferroviario real en dos sectores de la Red Ferroviaria Nacional Francesa, electrificados a 1,5 kV. Los resultados muestran que la instalación de un MBESS en el sector ferroviario aumenta el voltaje de la locomotora, al tiempo que aumenta la eficiencia general del sistema.