储能技术在轨道交通再生制动能量回收的应用

储能技术在轨道交通再生制动能量回收
的应用
摘要：随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的不断提高，能源需求量也在逐年增加，尤其是石油、煤炭、天然气等不可再生资源的消耗，影响了社会的可持续发展。

因此，国家加大了对新能源及其相关技术的开发力度，并且出台了一系列政策，其中全国城市轨道交通的建设与运营，使得不可再生资源消耗量日益增多，而储能技术的应用可以有效缓解这一现象。

关键词：储能技术；轨道交通；有效措施
引言：地铁作为一种绿色环保的交通工具，在运输限速、准入门槛高的情况下，其具有的优势更加突出。

而再生能量回收技术的研究，对于促进轨道交通的可持续性地运行，减少甚至避免因设备故障造成的事故，有着十分重要的意义和作用。

一、基于储能技术的轨道交通再生制动能量系统
传统的内燃机车再生制动能量回收装置主要有两种方式：一种是直接采用储能材料，另一种是通过逆变器将再生能量进行输送到用电设备中。

这两类方法的成本较高且效率低，难以满足市场的需求。

因此，本文提出了一种新型的地铁热电制动再生技术，它利用了蓄电池作为动力来源，将其输出的热能转化为电能储存到储能箱中，再经过逆变器的放大和整形，实现对再生能量的有效的回收。

该技术的优点在于：1）可以使列车的动能转换为其他形式的电力，从而降低了系统的发电能力；2）该系统的结构较为简单，便于安装维护，并月在运行过程中有良好的稳定性；3）该系统具有较强的抗过载性能，在各种极端情况下都能够保证安全可靠的工作。

本章从经济性、环保性和可持续性四个方面考虑，设计出合理的方案。

1.1基于储能技术的再生制动能量回收控制系统
传统的制动能量回收系统包括再生制动器、辅助再生制动器和储能箱。

其中，再生制动器是指将车辆的动能转化为热能，并通过驱动电机的作用将汽车的机械
能转换成电能。

储能装置主要由蓄电池、超级电容和蓄电混合组成。

在能量回收
过程中，需要考虑到摩擦生热的影响，因此，在整个循环的能量收集环节中，必
须要保证二次能源的充分利用。

目前，国内外已经开发出了多种新型的再生制动
能量吸收设备，例如：铅酸蓄电池，锂离子等。

这些新的产品的出现，不仅有效
解决了铅酸蓄电池的缺陷，而且还大大提高了其工作效率，同时也降低了对环境
的污染。

1.2基于储能技术的再生制动能量回收系统性能
传统的能量回收系统的设计方法主要是利用再生制动过程中的能量来实现的，但是这种方式的能量回收效率很低，并且不能满足再生符合的要求。

储能技术的
发展为解决这些问题提供了新的思路，它的出现为我们的城市交通运营带来了很
大的便利。

在储能汽车中，将再生制动的动能储存起来，再将其存储到蓄电池之中，这样就可以在一定程度上缓解其的压力。

当储能装置运行的时候，产生的电
能会通过逆变器转换成稳定的直流电，从而达到对整个电路进行供电的目的。

本
文采用的就是一种新型的能量管理技术，它的核心思想是：对现有的再生制动的
技术模式进行改进，然后把一些已经存在的设备改造成充电桩的形式，使其能够
有效地工作。

二、轨道交通再生制动能量回收的特性分析
传统的制动能量回收系统是利用再生制动产生的再生能量进行储能，再将其
运送到负荷中心。

这种方式的缺陷在于没有考虑到城市用再生能量回收的成本和
能源问题，并且在使用过程中存在着大量的不可逆损失。

因此，我们需要对地铁、轻轨等用电设备的再生制动能量回收技术的工艺和流程有一个全面的了解，并在
此基础上，对其性能特点及发展方向有了一定的认识。

常规的内燃机车蓄电池吸
收式的再生技术，在整个运行周期内，蓄电的功率基本不变，且不改变原电网的
电压，仅从总发电量的角度来衡量，但由于其结构简单，操作方便，可以充分地
发挥出轨道交通的优点，所以目前的应用比较广泛。

轨道交通的天然气二乙牵引
燃弧吸收式的再生技术，它的发电效率比燃气轮机高，且不会造成环境污染，是
一种可再生能源。

在储能技术的应用中，再生制动的能量是整个能量回收系统中最关键的环节，也是最重要的部分。

再生能量的产生主要受以下几个因素的影响：(1）能源储备量。

地铁、轻轨等大型的公共运输线路，其建设和运营都需要大量的燃料作为支撑，而这些燃料的供应量又与城市的交通网络有很大的关系。

(2）轨道交通的使
用周期。

在轨道交通的运行过程中，当再生能量不能满足需求的时候，就会导致
再生制动的停止，这将对社会造成不可估量的损失。

（3）电力的价格。

随着国
家经济的发展，人民的生活水亚也不断提高，因此对供电的要求也越来越高，这
就使得电网的供需矛盾日益突出。

而在这种情况下，如果能够通过一些方法来解
决这个问题，那么将会缓解这一尖锐的供需矛盾。

所以，采用新的技术，来降低
成本，减少投资，提供更多的电能，成了目前的首要任务。

三、储能技术在轨道交通再生制动能量回收采取的有效措施
传统的能量回收装置主要有两种形式：一种是将制动器的动能转化为电能储存：另一种是将制动器的热能转换为机械能存储。

再生能量的利用效率低，能量
的消耗大，且对环境的污染比较大。

目前我国轨道交通的再生制动系统的发展还
处于初级阶段，其技术还不成熟，因此需要我们的科学家和科研人员不断探索新
的思路和方法，才能使其更好地服务于社会。

本文提出了两种不同的再生能量的
回收策略，希望通过这几种方式的结合，能够提高能源的综合使用率，节约资源，缓解城市的交通拥堵。

1）采用吸收式的制动在地铁的运行中，储能设备的应用
可以有效地解决一些车辆的停车问题，同时也改善了列车的牵引力，减少了汽车
的排放量。

2）采用摩擦轮式的再生技术在轨道的动力作为运输的介质时，由于
受温度的影响，会导致产生热量，而这个过程的时间比较长，所以该手段的节能
效果不是很明显。

四、储能技术在轨道交通再生制动能量回收中的应用
目前，国内外的一些企业和研究机构已经开展了对储能装置的设计和制造，
并且取得了一定的成果。

例如，北京地铁集团股份有限公司与外国某公司合作，
成功地将储能技术应用于再生制动系统中，并在实际的应用中得到了证明。

上海地铁运营分公司投入运行后，主要承担着我国轨道交通建设的任务，其中包括对现有的再生制动能量进行回收，提高其能量的利用率，降低其排放量，为国家的交通发展做出贡献。

天津铁道车辆运输总公司于今年年底将建立新型的再生制动能量回收体系，该体系的构建是在吸收传统的内燃机车动力性不足的基础上，又增加机车的牵引力，使之具有良好的制动性能。

结语：对于我国的城市轨道交通发展而言，目前的建设规模以及运营模式都已经趋于成熟，对地铁的再生制动的需求也越来越多。

因此，开展新的再生制动的关键技术的研究具有非常重要的意义。

而随着新的节能环保的轨道交通项目不断增多，如何实现高效利用与再生制动也成了一个急需解决问题。

而再生能量的收集与运输则是其中的核心环节，由于地铁的特殊性，需要对其进行更加深入的研究，以保证轨道交通的安全运行。

参考文献：
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