城市轨道交通能量回馈系统

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城市轨道交通制动能量逆变回馈系统研究

ＦｉｔｕｈｒＳａｄｅｓＮＡＲＩＴｅｈｏｏｙＤｅｅｏｍｅｔＣ．ｒ－ｔｏ ’ ｄｒｓｓａｃｎｌｇｖｌｐｎｏ，
电能，动车辆前进。车辆到站电制动时，生大量的再生驱产制动能量。目前我国城市轨道交通车辆再生制动能量只有很少部分被利用，大部分通过电阻转变成热能而被消耗掉。研究了一种新型城市轨道交通车辆再生制动能量逆变回馈设备，实现车辆再生制动能量的回馈利用，以降低能耗、节约
ＷａｇＪｎ，ｉｎｉｇＹａｇＨａｙｎｎｕＪａｇＰｎ，ｎｉｉｇ
ＩｆｒｔｖｂｔａｔＴｈｒｉｆｕｂｎｍａｓｔａｓｔｒｓｎｏｍａｉｅａｓｒｃｅｔａｎｏｒａｓｒｎｉｓａｔｔ
内再生制动能量吸收装置主要包括电阻耗能型、电容
关键词
城市轨道交通，再生制动，能量回馈Ｖ２０３９６．５
中图分类号
ＯｎＢｒｋ－ｅｒｄｃｄＥｎｒｙＩｖｒｅｙｔｍｎＵＭＴａｅｒｐｏｕｅｅｇｎｅｔｒＳｓｅｉ
ｎｅｅｅａｅａｄｄｃｌｒｔ，ｔｅｅｅｔｉｒｅｓｓｅｌｐｏｕｅａｌｒｅｓｈｌｒｂａｙｔｃｃｋｍｗｉｒｄｃａｇｌ
ａｕｔｆｅｅｇｅｙｓｏｔｔ．Ｔｈｅｒｄｃｄｅｅｇｍｏｎｎｒｙｉａｖｒｈｒｉｏｎｍｅｅｒｐｏｕｅｎ备控制相对种

城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用

城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用摘要：城市轨道交通车辆的制动能量相当可观。

研究如何回收利用，将牵引网电压波动控制在允许范围内，不仅直接关系到经济，也是我国建设节能低碳社会的重要组成部分，对缓解国内外能源紧张的现状具有重要的现实意义。

关键词：城市轨道交通；车辆制动能量；回收利用；叙述了城市轨道交通车辆再生制动能量回收利用方式中的消耗型、储能型和逆变回馈型三种系统方案，并比较分析了三种系统方案的经济技术性。

重点分析了逆变回馈型车辆再生制动能量回收利用方案。

采用逆变回馈型车辆制动能量回收装置，在技术成熟度、国产化水平、经济效益等方面均适合我国城市轨道交通工程建设运营的发展需要，是工程应用的方向。

在确定车辆制动能量回收装置设置方案时，应进行经济技术比较，以确定合理的设置方案，保证社会效益与经济效益均优。

一、车辆再生制动能量回收利用现状1．消耗型吸收装置。

电阻消耗型制动能量吸收装置主要分为车载制动电阻和地面制动电阻两种基本类型。

车载制动电阻由车辆厂配套提供，已经广泛应用于国内外的轨道交通车辆中。

地面电阻耗能型再生制动能量吸收装置主要采用多相IGBT(绝缘栅双极晶体管)斩波器和吸收电阻配合的恒压吸收方式，其工作原理是：根据再生制动时直流母线电压的变化状态调节斩波器的导通比，从而改变吸收功率，将直流电压恒定在某一设定值的范围内，并将制动能量消耗在吸收电阻上。

该吸收装置的电气系统主要由三部分组成：隔离控制、滤波和IGBT斩波器、吸收电阻。

电阻耗能装置的电气原理简单、设备可靠性高、维护工作量小，在车辆和地面上均已经有大量的成熟运行经验。

但电阻消耗装置将制动电能转化为热能传导至空气中，未能充分利用电能，造成了浪费。

2.储能型吸收装置。

（1）超级电容储能型。

该装置的储能介质为大功率电容，利用电容的充放电原理实现车辆再生电能的吸收和利用。

当供电区间内有列车需要取流时，该装置就将所储存的电能释放出去供列车利用。

该吸收装置的电气系统主要由储能电容器组、IGBT斩波器、直流快速断路器、电动隔离开关、传感器和微机控制单元等组成，具有储能和稳压两种工作模式。

城市轨道交通能源管理系统设计方案

城市轨道交通能源管理系统设计方案城市轨道交通能源管理系统是一种以提高能源利用效率、降低能源消耗和减少环境污染为目标的综合性系统。

通过对城市轨道交通系统中能源的管理和优化，能够实现能源的高效利用和节约。

下面是一个城市轨道交通能源管理系统的设计方案，以满足上述目标。

1.能源监测与数据采集通过在城市轨道交通系统中安装传感器和仪表，对能源的使用情况进行实时监测和数据采集。

这些传感器和仪表可以包括电能表、流量计、温度传感器等，用于采集能源的消耗情况、供热和供冷系统的热量和流量等数据，并将其传输到能源管理系统中进行分析和处理。

2.能源消耗分析与优化能源管理系统通过对采集的数据进行分析和处理，对城市轨道交通系统的能源消耗进行分析，并找出能源消耗较大和浪费的环节。

然后，针对这些环节提出相应的优化方案，例如调整能源的供应和使用方式，设置合理的能源使用标准和节能措施等，以降低能源消耗和提高能源利用效率。

3.能源供应与储存管理城市轨道交通系统的能源供应通常包括电力供应和燃料供应。

能源管理系统可以对能源供应进行管理和优化，例如根据实时能源消耗情况和预测需求，合理安排能源供应计划，以确保能源的供应稳定和充足。

同时，能源管理系统还可以对能源进行储存管理，例如通过对电池组的管理和优化，以提高能源的储存效率和利用率。

4.能源节约与环保措施能源管理系统可以通过提供节能措施和环保策略，进一步降低城市轨道交通系统的能源消耗和环境污染。

例如，通过监测列车的运行速度、车头供电电压等参数，实现能源的精细控制和调节；通过优化列车的调度和排班，减少空驶和拥堵时间，降低能源消耗和环境压力；通过推广使用清洁能源和新能源技术，减少化石能源的使用，提高能源资源的可持续性利用。

5.能源管理系统与其他系统的集成能源管理系统还可以与其他城市轨道交通系统的管理系统进行集成，例如信号系统、调度系统、安全系统等，以实现统一的管理和协调控制。

通过与其他系统的集成，能够更好地获取各系统的数据和信息，提高能源管理的准确性和效率。

回馈式再生能源吸收装置在城市轨道交通中的应用

1概述1.1选题背景及意义随着我国城市轨道交通建设的飞速发展，轨道交通系统能耗问题亦作为节能减耗的首要课题被广泛讨论。

据地铁运营部门统计，在运营线路中，牵引系统用电占总用电量的50%以上，降低地铁系统能耗变得日益迫切和重要。

近年来，多种技术被运用到城市轨道交通系统中，包括：车体轻量化设计、列车牵引VVVF传动方式、再生制动电能吸收装置等等。

其中，再生电能吸收设备越来越多地应用于国内多条地铁线路并达到了较好的节能效果。

1.2回馈式再生能源吸收装置的发展现状目前，再生能源装置的主要应用形式有以下几种：①电阻型吸收装置;②电容储能型吸收装置;③飞轮型吸收装置;④回馈式再生能源吸收装置。

回馈式再生能源装置是将列车电制动时牵引电机转为发电机模式而产生的制动电能反馈给中压电网，形成能源循环利用的装置。

回馈式再生能源吸收装置以其可以直接回馈接触网(轨)或交流电网再利用，无需配置大容量储能元件，不存在电阻发热问题，技术成熟，维护维修方便的特点被逐渐推广、应用。

2回馈式再生能源吸收装置2.1系统配置方案回馈式再生能源吸收装置维护接触网(轨)电压，将电能回馈至中压交流电网再次利用，方案中，再生能源装置通过隔离变压器的作用将电能反馈中压电网，独立于牵引供电系统其他负荷设备，装置容量设计不受系统影响，且可拓展性强。

2.2装置工作原理现有地铁牵引系统多采用24脉波整流，当系统空载时，接触网(轨)压最高。

当车辆运行时，由于负荷增加，网(轨)压下降。

当线路车辆再生制动时，其动能转为电能直接回馈接触网，被同供电臂的其他车辆利用。

当回馈电能不能被完全利用时，接触网(轨)压上升，大于接触网(轨)空载电压并且达到整定值，此时，再生能源装置启动PWM 脉冲单元，回馈电能至交流中压网，并保持接触网(轨)压正常。

当车辆启动运行时，接触网(轨)压下降并且达到整定值，装置停止逆变运行，转为整流运行状态保证网(轨)压正常。

当装置检测到直流侧逆流时，闭锁PWM单元，退出运行进入待机状态。

城市轨道交通再生制动能量回收系统研究毕业设计

城市轨道交通再生制动能量回收系统研究毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1城市轨道交通的发展 (1)1.2再生制动能量回馈的意义 (1)1.3本文的主要容 (2)第2章再生制动能量吸收利用技术 (3)2.1 城市轨道交通供电系统 (3)2.2城市轨道交通再生制动能量吸收方案 (4)2.2.1车辆制动方式 (4)2.2.2 电阻能耗型 (5)2.2.3 电容储能型 (6)2.2.4逆变回馈型 (7)2.2.5 三种方案比较 (7)2.3逆变电阻混合型主从配合方案 (8)2.4 本章小结 (9)第3章混合逆变-电阻制动系统设计 (10)3.1逆变-电阻制动系统 (10)3.1.1逆变-电阻型控制策略 (10)3.1.2 逆变-电阻型仿真分析 (11)3.2制动工况仿真分析 (13)3.3再生制动的能量计算 (16)3.3.1机车制动特性及计算步骤 (16)3.4 基于制动特性曲线的计算实例 (18)3.5 本章小结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1城市轨道交通的发展随着社会经济的高速发展，城市人口密集度和流动度日益增加，现有的交通已经不堪重负，交通不便已成为制约社会经济发展的一大因素，同时造成大中城市居民出行难坐车难的现象。

机动车辆的增长，导致交通更加拥堵，同时造成了大气污染和噪声污染。

城市轨道交通具有运量大、速度快、空间利用合理、污染少等特点，因此它受到世界各国的青睐。

大力发展城市轨道交通已成为各国解决城市交通拥堵问题的重要手段。

我国城市轨道交通发展比较滞后，近年来国家己充分认识到发展城市轨道交通的重要性，各大省会城市均已修建地铁或整改规划地铁线，而特大城市已开始发展轨道交通的网络化建设。

北京、上海、、等城市已有多条轨道交通线路开通运行。

同时、、、、等城市已经开展城轨交通的建设工作。

至2016年，国城轨线路将拥有89条，超过2500公里的运营里程［1]。

1.2再生制动能量回馈的意义城市轨道交通已得到大力发展，地铁作为城市轨道交通的主要运输工具，相对干线电气化铁路而言，地铁具有站间距离短、启动制动频繁、运行速度变化相对较大等特点。

城市轨道交通再生制动能量回收方案及控制技术研究

城市轨道交通再生制动能量回收方案及控制技术研究吉正华，江平，王文荣，杨海英(国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京 210003)Research on Absorb Project and Control Technology of Regenerative Braking Energy Inverter in Urban Rail TransitJI Zhenghua , JIANG Ping , Wang Wenrong , YANG Haiying （NARI Technology Development Limited Company，Nanjing , 210003)ABSTRACT：With the rapid development of urban rail transportation, how to absorb braking energy has been a significant task on economizing business cost. Based on the characteristics of braking energy on urban rail transit, this paper presents a new energy absorbing strategy, which uses super capacitor storing energy, thebi-directional DC/DC converter, and three phasesgrid-connected inverter to absorb and process braking energy. The strategy takes full advantage of regenerative braking energy. The control technology of thebi-directional DC/DC converter and three phasegrid-connected inverter is researched. Simulation results based on MATLAB show the correctness and feasibility of the proposed strategy.KEY WORD：urban rail transit; regenerative braking energy; bi-directional DC/DC converter; super capacitor; grid-connected inverter摘要：随着城市轨道交通的迅速发展，再生制动能量如何回收已成为地铁运营成本的重要课题。

轨道交通双向dcdc+电池+电容

轨道交通双向DCDC+电池+电容技术在城市轨道交通系统中具有重要意义。

通过采用这种技术，可以有效提高轨道交通系统的能源利用率，延长车辆运行时间，减少运行成本，改善环境污染，提高城市轨道交通系统的整体竞争力。

下面将从技术原理、应用优势和发展前景等方面对轨道交通双向DCDC+电池+电容技术进行详细介绍。

1. 技术原理轨道交通双向DCDC+电池+电容技术是一种能量回馈式的能量储存与利用技术，其主要原理是通过在轨道交通系统中引入电池和电容器，将电车制动能量、接触网过剩能量等进行回馈式的能量储存与再利用，从而提高能源利用率，降低能源消耗。

该技术的核心设备是双向DCDC变流器，其作用是将电池和电容器中储存的能量与电车系统中的直流电能进行有效的互联互通，实现能量的双向流动。

2. 应用优势轨道交通双向DCDC+电池+电容技术具有如下几个方面的应用优势：（1）节能环保：通过回馈式能量储存与再利用，能够有效节约轨道交通系统的能源消耗，减少对传统能源的依赖，从而大大降低了尾气排放，减少环境污染，有利于改善城市空气质量。

（2）提高运行效率：采用该技术可以有效利用电车制动过程中产生的能量，延长车辆运行时间，提高运行效率，减少企业运行成本。

（3）可靠性强：双向DCDC+电池+电容技术可以实现能量的双向传输，通过智能控制系统实时调度能量的存储和释放，保证了能量的稳定供应，提高了轨道交通系统的可靠性。

3. 发展前景随着城市轨道交通系统运营的不断扩大和运输需求的不断增加，轨道交通双向DCDC+电池+电容技术在未来的发展前景非常广阔。

在新建轨道交通线路和改造现有轨道交通系统中，都可以采用这种先进的能量回馈式技术，以适应城市轨道交通系统对能源利用效率、环保性能和运行效率等方面的要求。

另外，在国家能源政策的支持下，节能减排已经成为社会发展的主题之一，轨道交通双向DCDC+电池+电容技术正是符合国家大力倡导的绿色能源理念的一项重要技术。

2024年轨道交通能量回馈装置市场调研报告

2024年轨道交通能量回馈装置市场调研报告1. 引言轨道交通能量回馈装置是一种利用列车运行过程中产生的制动能量和重力能量来进行能量回馈的装置。

它可以将这些能量转化为电能，并回馈给城市电网或其他用电设备，以达到能量利用的效果。

随着全球对可持续发展的日益关注，轨道交通能量回馈装置市场逐渐兴起。

本报告将对轨道交通能量回馈装置市场进行调研，分析市场的规模、现状和发展趋势，并提出相应的建议。

2. 轨道交通能量回馈装置市场规模根据市场调研数据和统计分析，轨道交通能量回馈装置市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。

预计到2025年，全球轨道交通能量回馈装置市场规模将超过100亿美元。

市场增长的主要驱动因素包括：城市轨道交通系统的规模扩大、能源资源的紧缺以及环境保护意识的提高等。

3. 轨道交通能量回馈装置市场现状目前，全球范围内已经存在一些轨道交通能量回馈装置的应用案例。

例如，某些城市的地铁系统已经引入了能量回馈装置，并取得了良好的效果。

此外，一些国家和地区的轨道交通能量回馈装置市场已经处于相对成熟的阶段，市场竞争较为激烈，技术水平较高。

但是，在一些发展中国家和地区，轨道交通能量回馈装置市场仍处于起步阶段，市场潜力巨大且有待挖掘。

4. 轨道交通能量回馈装置市场发展趋势在未来几年，轨道交通能量回馈装置市场将会出现以下几个主要发展趋势：4.1 绿色交通推动轨道交通能量回馈装置市场增长随着全球对环境问题的关注程度不断升高，绿色交通成为了发展的方向。

轨道交通作为一种低碳、高效的交通方式，具有良好的发展前景。

而能量回馈装置作为轨道交通的重要组成部分，将会得到更多关注，市场需求将会不断增长。

4.2 技术创新推动轨道交通能量回馈装置市场发展技术创新是推动轨道交通能量回馈装置市场发展的重要驱动力。

随着科技的进步，新型的能量回馈装置将不断涌现。

例如，目前已经出现了逆变技术和能量存储技术等新技术，能够进一步提高能量回馈的效率，并减少能量的浪费。

山大华天地铁再生制动能量回馈系统节能计算

5、再生制动能量回馈装置的经济效益分析地铁机车制动时产生的能量非常可观，并且制动初速度越大所产生的制动能量也越大，同时制动距离和制动时间也越大，这一规律完全与能量守恒定律符合。

可以按照动能公式（1）计算汽车制动能量的大小。

我们现在根据我国地铁常规数据进行再生制动能量的的合理计算，以确定再生制动能量回馈利用的经济效益。

22212121MV MV E -= （1） M 为地铁列车质量1V 为地铁列车制动初速度2V 为地铁列车制动末速度（1）列车时速。

按照我国地铁列车常规平均时速在36~40km/h ，最高时速为80km/h ；快线地铁平均时速在55~60km/h ，最高时速在100~120km/h 。

我们按照制动初速度1V 为70km/h ，制动末速度2V 为8km/h 。

（2）列车质量。

我国现行最多的A 型地铁列车。

轻载质量为253吨，满载质量为290吨，重载质量为328吨。

我们按照地铁质量为290吨计算。

根据上述设定计算出地铁列车制动一次产生的制动能量为6102.54⨯焦耳，折合电量为15.1kWh 。

根据我国城市轨道交通车辆的统计数据，一条地铁线车辆平均约每2分钟制动一次，每天运行时间为16小时，则每年制动次数为175 200次。

因为制动包括再生制动和电阻制动，正常每隔2分钟制动一次的情况下，电阻制动占电制动总能量40%左右。

根据以上数据我们可以计算出，一条地铁线每年电阻制动电量约为175 200×15.1×40%=1 058 208kWh 。

按照工业用电平均电价每千瓦时0.75元计算，如果将所有电阻制动电量全部利用回馈到电网，一条地铁线每年可节省运营成本79.4万元左右。

如果按照我国火力发电厂数据，1吨标准煤可发电3000kWh ，产生二氧化碳2.62吨。

则可以节省标准煤352.7吨，减少二氧化碳排放量924吨。

另外，由于没有了制动电阻发热，地铁通道及站台可节省空调、风机等通风扇热设备购置费及维护运营费用约40万元；同时由于轨道交通再生制动能量回馈装置可以兼有无功补偿的功能，可以减少SVG 等无功补偿设备购置费60万元（1.5WVar ）。

列车再生制动能量回收的方法及分析-推荐下载

列车再生制动能量回收的方法及分析城市轨道交通是耗电大户。

而如何高效利用电能是目前城市轨道交通节能技术的关键问题。

车辆在运行过程中，由于站间距一般较短，因此要求起动加速度和制动减速度比较大，并具有良好的起动和制动性能。

城轨交通供电系统一直采用二极管整流技术实现交流电源到直流牵引电源的转换，特别是采取24脉波整流技术后，与电网的谐波兼容问题得到较好地解决。

该技术虽然可以较好地满足车辆牵引取流的需求，但是此类系统存在以下问题：（1）只能实现能量的单向流动，对于需要频繁起动和制动的地铁、轻轨等交通工具，制动能量的回收有着很大的潜力。

车辆再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30％甚至更多。

而这些再生能量除了按一定比例(一般为20％～80％，根据列车运行密度和区间距离的不同而异)被其它相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被车辆的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。

如果在一列地铁列车刹车时附近没有其他列车加速运行，那它所回馈的电能中只有30％～50％能被再次利用(尤其是在低电压、高电流的网络系统里)。

如果当列车发车的间隔大于10 min时，再生制动能量被相邻列车吸收重新利用的概率几乎为零。

（2）由于制动电阻的发热引发站台和地下隧道热量积累、温度上升，某些城轨系统隧道温度高达50℃，不得不加大通风设备的容量，造成严重的二次能耗；（3）对于车载制动电阻模式制动电阻增加车体自重造成的电能消耗十分可观；（4）牵引网上同时在线运行的车辆有十几对甚至几十对，负荷的变化造成牵引网压波动严重，不利于车辆平稳、可靠运行。

可见车辆的制动能量至今还是一种没有被很好地开发利用的能量。

目前,在我国大力提倡节能降耗的形势下，城轨供电系统的发展进度已滞后列车车辆技术的发展，多个待建的城市轨道线路，如无锡、苏州、长沙、西安、深圳和广州等多条线路，都提出了对现有牵引供电系统进行技术改造的需求或者是寻求更好的储能装置去回收这些多余的再生能量。

轨道交通系统中的能源管理系统

轨道交通系统中的能源管理系统1. 背景介绍在城市发展的进程中，轨道交通系统扮演着重要的角色。

随着城市人口规模的增加和交通需求的提升，轨道交通系统越来越成为人们出行的首选方式。

然而，随之而来的问题是能源消耗的增加和环境污染加剧。

因此，设计一个高效的能源管理系统对于轨道交通系统的可持续发展至关重要。

2. 能源管理系统的重要性能源管理系统在轨道交通系统中起着关键作用。

它不仅能够有效地监控和管理能源的使用情况，还能够提高能源利用率，减少能源消耗和环境污染。

通过合理设计和实施能源管理系统，可以实现轨道交通系统的节能减排和可持续发展。

3. 能源管理系统的功能能源管理系统主要包括能源监测、节能控制、能源优化和故障诊断等功能。

能源监测通过实时监测能源的使用情况，帮助运营方了解能源消耗情况，及时采取措施降低能源消耗。

节能控制通过控制轨道交通系统的运行速度、停靠次数和空调温度等参数，来减少能源的浪费。

能源优化则是通过合理规划列车的运行线路和停靠站点，使列车运行更加高效，从而节约能源消耗。

故障诊断则是通过监测设备的运行状态，及时发现和修复故障，避免因故障导致的能源浪费。

4. 能源管理系统的实施要实施一个有效的能源管理系统，首先需要对轨道交通系统的运行情况进行全面的调研和分析，了解能源消耗的主要来源和问题所在。

然后，根据调研结果，设计合适的能源管理系统方案，并进行系统实施。

在实施过程中，需要充分培训相关运营人员，确保他们能够熟练操作和管理能源管理系统。

此外，还需要定期对能源管理系统进行检查和维护，确保系统的稳定运行。

5. 能源管理系统的效果评估实施能源管理系统后，需要对其效果进行评估。

评估主要包括能源消耗情况、环境效益、经济效益和运营效率等方面。

通过评估，可以及时发现系统存在的问题，进一步改进和优化能源管理系统，提高轨道交通系统的整体运行效率和节能减排水平。

6. 能源管理系统的优势与传统能源管理方式相比，轨道交通系统中的能源管理系统具有许多优势。

城市轨道交通车辆再生制动能量回馈系统PWM整流器容量计算方法_黄小红

第
１期
研究报告
城市轨道交通车辆再生制动能量回馈系统ＰＷＭ整流器容量计算方法
黄小红
（西南交通大学电气工程学院，６１００３１，四川成都 ∥ 博士研究生，讲师）
摘要在现有城市轨道交通供电系统的基础上，构建能馈式牵引供电系统的方案，从根本上改善传统牵引供电系统能量的单向流动性引起的系列问题，解决再生制动能量的回馈与利用。以概率论理论为基础提出了一套确定ＰＷＭ（脉宽调制）整流器容量的计算方法。关键词城市轨道交通；再生制动；能馈式牵引供电；ＰＷＭ整流器容量中图分类号Ｕ２６０．３５９
单边供电时，设母线电流为ｉ，上、下馈线电流为ｉａ、
ｉｂ，ｉ＝ｉａ＋ｉｂ。对于独立的随机变量，满足方差定
律：Ｄ（ｉ）＝Ｄ（ｉａ＋ｉｂ）＝Ｄ（ｉａ）＋Ｄ（ｉｂ）。即
Ｅ（ｉ２）－［Ｅ（ｉ）］２＝Ｅ（ｉ２ａ）－
［Ｅ（ｉａ）］２＋Ｅ（ｉ２ｂ）－［Ｅ（ｉｂ）］２
η３——— 列车逆变器效率；
ｎ１——— 列车的动车数；
ｎ２——— 动车的电机数；
Ｐ１——— 列车自用电功率。
记牵引网额定电压为Ｕｅ，则在制动时间范围
内，单车再生制动回馈至牵引网的平均电流Ｉｇ和有
效电流Ｉεｇ分别为：
２０１４年
图１城轨再生制动能量回馈系统的构成
２再生制动能量回馈系统ＰＷＭ整流器容量计算方法

城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行

城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行城市轨道交通供电系统是城市轨道交通运营的重要组成部分，供电系统的节能措施和经济运行对城市轨道交通的安全、可靠、高效运行具有重要意义。

本文将从供电系统的节能措施和经济运行两个方面进行阐述。

一、供电系统的节能措施1. 优化供电网络结构：通过合理规划和设计供电网络，减少线损和功率因数，提高供电效率。

可以采用高压供电、直流供电等技术手段，有效减少供电系统的能耗。

2. 采用高效设备和技术：选择高效的供电设备和技术，如高效变压器、变频器、节能照明设备等，提高设备的能效，降低能耗。

3. 采用可再生能源：城市轨道交通供电系统可以利用可再生能源进行供电，如太阳能、风能等。

通过利用可再生能源供电，可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放。

4. 运用能量回收技术：在供电系统中，可以采用能量回收技术，将制动过程中产生的能量进行回收利用。

利用制动能量回馈系统将制动能量转化为电能，供给其他设备使用，降低能耗。

5. 实施智能化管理：通过引入智能化管理系统，实现对供电系统的监测和控制。

可以及时监测供电系统的状态，例如电能消耗、电流负荷等，对供电系统进行优化管理，减少能源浪费。

二、供电系统的经济运行1. 规范能耗监测与分析：建立供电系统的能耗监测与分析体系，对供电系统的能耗进行及时的监测和分析。

通过监测能耗数据，可以发现能耗高峰和能耗异常，并进行相关的优化措施。

2. 优化供电方案：制定合理的供电方案，根据客流变化和供电设备状态等因素，调整供电策略和优化供电参数。

通过优化供电方案，可以减少能耗，提高能源利用效率。

3. 加强维护管理：加强对供电设备的维护管理，定期进行设备巡检和维护保养，提高设备的使用寿命，减少设备故障对供电系统的影响。

加强对供电系统的安全管理，防止事故的发生，保障供电系统的正常运行。

4. 制定能耗指标：制定能耗指标，对供电系统的能耗进行监管和考核。

可以通过对比不同线路和不同时间段的能耗数据，找出能耗高的原因，并采取相应的措施进行改进。

城市轨道交通能量回馈系统

回馈装置本身损耗（主要来源于回馈能量） 365day*24hour*(1-96%)*3000kW=1,051,200kWh
➢ 年节省电费 (175)KWh*0.75元/KWh=52.56万元
➢ 制动电能发热温升处理空调、风机等设备购置费及运营电费估算40万元
➢ 电能质量治理 SVG装置购置费60万（1.5MVar）
➢ 人机界面：
65k色，5.7''触摸屏
➢ 本地/远程控制： RS485接口/Profibus接口
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三、现行技术方案简介------主要技术参数
➢ 能量回馈装置外特性
1800V 直流电压
1700V
1700V 1668V
1500V
(In)
0
(100%)
(200%)
能量回馈区间牵引供电区间
三、现行技术方案简介------方案扩展性分析
➢系统容量扩展：基本单元1.5MVA;可并联为3、4.5、
6、7.5、9MVA等多种容量等级
➢供电功能扩展：可作为牵引供电单元，实现过载及跨
区供电冗余功能
➢电能治理扩展：可兼做能量回馈装置和无功补偿SVG
电能质量治理装置
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三、现行技术方案简介------方案的经济性分析
三、现行技术方案简介------方案的试验检测
开关柜牵引整流变
开关柜牵引整流变整流器
模拟负载
Page 33
能量回馈装置
整流器能量回馈装置
模拟负载
三、现行技术方案简介------方案的试验检测
➢ 按750V/1500V城轨供电系统全功率考核能量回馈装置；
➢ 模拟6/12/24脉波供电系统，考察回馈系统在负载变化时的稳定性与可靠性。

城市轨道交通制动能量的回收方案

动的能量消耗在吸收电阻上。
相系统
图１电阻消耗装置原理图
飞轮储能型飞轮储能型吸收装置的主要功能元件是ＩＧＢＴ斩波器、储能飞轮电机、电动隔离开关、直流快速断路器、控制模
块和传感器等。飞轮储能型制动能量吸收装置主要是利用飞轮机旋转的惯性，通过电动机将机车制动的能量转化为飞轮机的动能储存起来。装置通过检测变电所的直流空载
用的主要方向。
ＤＯＩ：１Ｏ３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１４．１９．０１４
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城市轨道交通制动能量的回收方案
在２１世纪，城市轨道交通将是绿色的节能环保型交通飞轮机将减少转速，又将储存的动能转化为电能释放给直流接触网。装置示意图如图２所示。电容储能型超级电容的应用比较广泛，所以利用超级电容来回收机车的制动能量是可取的，电容储能装置是将多个超级电容元件单体通过串、并联构成一个满足所需容量的电容器组，电容储能装置除了超级电容组之外还有直流快速断路器、双向ＤＣ／ＤＣ变换电路、控制电路和电压电流传感器等，用来控制电容器组的充、放电，其装置原理图如图３所示。电容储能装置的工作原理是通过检测电压传感器测量到的直流接触网的电压信号，来决定电容器的充、放电模式，这两种工作模式可以实现自动切换，电容储能装置不仅可以充分回收机车的再生制动能量能，同时还可以稳定牵引网的电压，从而改善接触网供电效果。

城市轨道交通制动能量回收技术

主要内容
城市轨道交通制动过程再生制动和电阻制动能量计算再生制动能量回收技术电阻制动小结
城市轨道交通
城市轨道交通
在网路上《城市轨道交通词典》中城市轨道交通的释义为：城市公共交通的重要组成部分。泛指城市中再不同形式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道交通的总称。
列车停止从接触网受电, 电动机改为发电机工况, 将列车运行的动能转换为电能, 产生制动力, 使列车减速
触网电压过压、欠压或一定距离内无其他车辆，牵引控制单元(TCU)切断向接触网反馈的电能 , 再生制动不能实现, 此时列车会自动切断反馈电，实施电阻制动
接触网电压在1 ～1.2 U ，再生电能必须要由一定距离内的其他列车吸收，实施再生制动
但是，轨道交通是一种大运量、高密度的交通工具，其车辆依靠电力牵引运行，耗能巨大。据国外统计数据显示，虽然列车启动会消耗大量电能，但反生制动却会回馈46%电能。如对这部分能量进行回收再利用，既可减少大量能耗，又可减轻电网负担，具有重大意义。
列车制动过程
以上海轨道交通2 号线为例, 接触网额定电压为1 500 V , 车辆最大运行速度为80 km/h , 实际运行过程中制动初速度约为70 km/h
将吸收的直流电能转换为AC 380 V直接供站内和车载用电设备使用。
这种方式主要局限于集中供电方式的这种方式实现较为简单。城市轨道交通线路。该技术目前在欧洲及日本均已作为成熟技术推广应用。
对于存在分布式发电系统的线路,由但由于列车制动是间断式于电网和分布式系统间电流双向流动, 的, 负载用电的稳定性是一倒送回电网的电能会造成电网电压波大难题。该技术目前仅在动并增大电网的短路电流, 具有安全日本有少量应用实例。隐患。在信号的频域分析中会产生较

2024年轨道交通能量回馈装置市场发展现状

2024年轨道交通能量回馈装置市场发展现状摘要本文对轨道交通能量回馈装置市场的发展现状进行了深入研究和分析。

首先，介绍了轨道交通能量回馈装置的概念和原理，阐述了其在轨道交通系统中的重要作用。

然后，分析了轨道交通能量回馈装置市场的发展趋势和市场规模。

接着，分析了轨道交通能量回馈装置市场的主要竞争对手和市场份额。

最后，提出了轨道交通能量回馈装置市场的发展前景和挑战，为相关企业和投资者提供了有益的参考。

1. 引言轨道交通能量回馈装置是指利用轨道交通运行过程中产生的能量，并将其回馈到电网中供其他列车或城市用电的装置。

它通过能量回馈的方式，实现了能源的有效利用和环境的保护，具有很大的应用潜力。

2. 轨道交通能量回馈装置的原理轨道交通能量回馈装置利用列车制动时产生的能量，通过牵引逆变器将能量转化为电能，并将电能回馈到电网中。

这种方式不仅能够降低能源消耗，减少环境污染，还能够提高轨道交通系统的运行效率。

3. 轨道交通能量回馈装置市场的发展趋势随着环保意识的日益增强和能源紧张的问题，轨道交通能量回馈装置市场呈现出快速发展的趋势。

目前市场上存在着较多的轨道交通能量回馈装置供应商，国内外都有不少企业涉足该领域。

4. 轨道交通能量回馈装置市场规模根据市场调研数据显示，轨道交通能量回馈装置市场规模呈逐年增长的趋势。

预计未来几年，该市场规模还将进一步扩大，给相关企业和投资者带来更多的机遇。

5. 轨道交通能量回馈装置市场的竞争对手和市场份额目前，轨道交通能量回馈装置市场存在着一些主要的竞争对手，包括国内的企业和国际的大型企业。

这些竞争对手通过技术创新和产品质量的提升，积极争夺市场份额。

6. 轨道交通能量回馈装置市场的发展前景和挑战轨道交通能量回馈装置市场的发展前景广阔，但也面临着一些挑战。

首先，技术创新是关键，需要不断提高产品的性能和效率。

其次，市场竞争激烈，要保持竞争优势需要加大研发投入和市场推广力度。

最后，政策支持和标准规范的制定对市场发展至关重要。

城市轨道交通再生电能回收技术的创新与实践

城市轨道交通再生电能回收技术的创新与实践相信大家都有这样的体验，坐地铁的时候，车厢里的空调总是不停地运作，而每当列车进站停车时，那些空调、电灯等设备似乎并没有因为停止使用而立刻关闭。

这就是因为，城市轨道交通的用电量极大，而其中的部分电能并没有得到充分利用，造成了能源的浪费。

那么，有没有什么好方法可以解决这一问题呢？答案就是：再生电能回收技术。

我们来了解一下什么是再生电能回收技术。

简单来说，再生电能回收技术就是利用轨道交通车辆在运行过程中产生的电能，通过一定的技术手段进行回收和利用，从而达到节约能源、减少能源浪费的目的。

这项技术的关键在于，如何在列车减速、制动或者进站停车时，将电能从车辆的电动机中分离出来，并进行回收。

这需要依靠一种叫做“再生电阻制动”的技术。

这种技术的工作原理是，当列车减速或者制动时，电动机的工作状态会发生变化，从驱动状态变为发电状态。

这时，电动机会将原本用于驱动列车前进的电能，转化为电能输出，通过电缆传输到轨道上，供其他列车使用。

值得一提的是，这项技术在我国的轨道交通领域已经得到了广泛的应用。

比如，我国京张高铁、沪昆高铁等多条高速铁路线路，都采用了这种再生电能回收技术。

据相关数据显示，这种技术的应用，使得我国轨道交通的能耗大大降低，每年可节约用电量达到数亿度。

然而，这项技术的实践过程并非一帆风顺。

在实际应用中，我们也遇到了一些问题。

比如，如何确保回收的电能质量，使其满足轨道交通设备的用电需求；如何提高回收系统的效率，减少能源损耗等。

为了解决这些问题，我国的科研人员进行了大量的技术研究和创新。

比如，我们研发出了一种新型的再生电能回收系统，该系统采用了一种叫做“能量回馈”的技术。

这种技术的工作原理是，将回收的电能通过一个专门的变频器，反馈到轨道交通的供电系统中，从而实现电能的高效利用。

我们还研发出了一种具有自适应调节功能的电动机控制器，可以根据列车的实际运行情况，自动调整电动机的输出功率，从而提高回收系统的效率。

地铁制动能量回收超级电容储能系统实例设计

超级电容器作为一种新型的储能器件，具有充放电速度快的特点，可以自由组成高电压大电流大容量的电容器阵列来存储列车的制动能量。随着材料和工艺的不断提升，超级电容的容量与可靠性得到显著提高，成本却不断降低，已经开始受到专家学者和企业的强烈关注，在国外已经实际应用于轨道交通再生制动能量回收存储系统中。西门子公司 2000 年开始研发超级电容器的制动储能技术，2001 年研制的样机在科隆试运行，产品化的 SITRAS 能量回收系统 2002 年首次在西班牙马德里地铁投入使用，图 1 所示为西门子 SITRAS 系统工作原理示意图。目前，西门子基于超级电容器的 SITRAS 能量回收系统已经在许多国家的轨道交通线路上得到了应用，北京地铁 5 号线就使用了该系统。使用西门子 SITRAS 能量回收系统前后，地铁运营的电力消耗能明显降低，在夏天站段的空调系统负荷也有所下降。此外，加拿大的庞巴迪公司也推出了基于超级电容器的能量回收系统 MITRIC，并在其国内投入使用。目前，在国内厂商尚未提供有应用于地铁制动能量回馈吸收的超级电容器储能系统产品。
在目前倡导环保节能生产、低碳绿色生活的时代下，上述的能源与资源消耗是不合时宜的。为了降低能耗、节约能源、降低运营成本，轨道交通再生制动能量的回馈吸收利用成为近年来研究的热点。其目的在于设法将列车制动能量吸收并存储起来，当需要的时候再将吸收存储的能量释放出来，提高供电电能的利用率并减少能量的浪费。目前，比较成熟并且有商业应用的轨道交通再生制动能量回馈吸收利用技术主要包括飞轮储能技术和超级电容器储能技术。而飞轮技术系统复杂庞大，配置不灵活，控制难度高，成本高，推广难度较大。还有，曾有人提出的并网式逆变馈能系统，在地铁这样的系统中，因制动持续时间短、瞬时功率大（一般为牵引功率的 1~3 倍），成本太昂贵、可靠性不够高，收益不成比，难以商业运营。

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