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浅析再生制动能量回馈在地铁的应用

目录

TOC\o1-9\h\z\u目录 1

正文 2

文1：浅析再生制动能量回馈在地铁的应用 2

一、技术背景 2

二、能馈方式 3

三、工程实例 4

四、总结与思考 4

文2：风机变频控制在地铁的应用 5

1.成都地铁通风空调系统简介 5

2.常用风机介绍 6

2.1.组合空调风机 6

(1)夏季时 6

（2）过渡季节时 7

2.2回排风（兼排烟）风机 7

2.3.隧道风机 7

(1)隧道通风机兼轨行区排热 7

3.风机变频调速的节能原理 8

4.地铁车站各风机的变频调速方案 9

4.1组合空调风机的变频调速 9

4.1.1恒温控制下的PID调节（图2） 9

4.1.2节能效果 10

4.2回排风机的变频控制 11

4.3隧道风机的变频控制 11

4.3.1成都地铁隧道风机的变频控制原理 11

4.3.2节能效果 11

5综合节能效果与其他 12

5.1综合节能效果 12

5.2风机采用变频后的其他影响 12

6.结论 13

原创性声明（模板） 13

正文

浅析再生制动能量回馈在地铁的应用

文1：浅析再生制动能量回馈在地铁的应用

一、技术背景

近年来，我国城市轨道交通得到了快速发展，目前已成为世界上最大的城市轨道交通市场。截止2016年12月，国内地铁开通城市27个，运营里程3475公里，车站数量2039，日均客流3753万。按照2015年运营2814.57公里，估算2015全国地铁年用电量140亿度左右，折合144万吨标准煤。根据西南交通大学城市轨道牵引供电研究团队，对上海地铁3号线、4号线牵引变电所实测数据分析显示，牵引供电耗电占到了总供电量一半以上，制动电阻上消耗的能量占牵引能量的35%~55%之间，总制动能量占牵引能量的40%~60%之间。

城市轨道交通站间距离较短，站点数量多，因而列车起动制动频繁，制动时产生大量的制动能量，这部分能量除小部分被车上或同一区段内负载利用外，大部分通过制动电阻已热量的方式消耗掉，因而存在巨大的能源浪费。同时大量的热能也会抬升隧道温度，增加地铁通风散热装置的能耗，增加地下站内空调系统负荷，增加运行费用。城市轨道交通的快速发展带来了对电能需求的迅速增长，电费已经成为城市轨道交通运营中沉重的成本负担，如果能利用好这部分能量，对用城市轨道交通用电节能将是一个重大的贡献。因此，制动能量合理回收利用能够实现能量的合理循环利用，节约地铁运营成本，对于响应国家节能减排的要求，建设绿色城市轨道交通有着非常积极的作用。

二、能馈方式

中国城市轨道交通的创新节能经过近十多年的努力，通过跟踪和吸收国外先进技术，在运营管理、装备制造、基础建设、新技术应用、系统集成及人才队伍等方面取得了长足进步，为创新节能体系的建立创造了必要条件。

再生制动能量吸收方案按放置位置分类，可分为车载吸收和地面吸收；按吸收方式分类，可分为电阻消耗型、逆变回馈型、储能型。

电阻消耗型：主要由“制动控制柜”和“制动电阻柜”组成。制动控制柜安装在牵引变电所内，制动电阻柜安装于地面通风处，利于散热。

储能型：储能型吸收装置主要分为超级电容型、飞轮储能型和电池储能三种基本模式以及超级电容与电池的混合储能模式。

逆变回馈型：逆变回馈型装置采用电力电子器件构成大功率晶闸管三相逆变器技术，当车辆制动电能使直流电压超过规定值时，逆变器启动并从直流母线吸收电流，将再生直流电能逆变成工频交流电回馈至交流电网，供其它负荷使用。

制动能量吸收方案比较：

电阻耗能型技术成熟，成本较低，但存在再生能源浪费，热量聚集，加热隧道、洞室增加环控系统耗电，电阻装置易发过温跳闸等问题。逆变型和储能型的吸收方式均属于节能型吸收方式，可以实现对电能的二次利用，且对地铁供电网络基本没有负面影响，都能够满足地铁牵引供电系统的运行要求，实现系统节能运行；储能型解决方案对牵引供电系统甚至整个地铁供电系统而言更具优势，在技术层面是比较完美的解决方案。鉴于目前储能型装置成本相对较高，国产设备尚处于工程性试验阶段，重点研究逆变型列车再生制动能量吸收方案。

三、工程实例

南京地铁宁天城际（S8）线S8全线采用4B车辆，设计时速100km/h供电制式为DC1500V，AC35kV发车间隔：工作日高峰5分48秒，平峰8分42秒；周末、节假日9分40秒。在长芦站挂网运行的装置采用中压能馈方式，在现有牵引变电所中增加盘柜四面：1500V直流开关柜、35kV交流开关柜、能馈变压器柜、能馈逆变柜。能馈装置交流侧通过35kV馈线柜接入35kV交流环网，直流侧通过直流馈线柜接