浅谈中压能馈型再生制动电能利用装置

再生制动逆变回馈装置在贵阳地铁中的运用作者：刘卫来源：《科技创新导报》2017年第08期摘要：该文首先介绍城市轨道交通供电系统设置列车制动能量利用装置的必要性；其次重点介绍方案之一的再生制动逆变回馈装置的组成及各部分的作用、设置的保护及运行原理；最后介绍了再生制动逆变回馈装置在贵阳地铁中的运用情况。

关键词：地铁再生制动逆变回馈运用中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0040-03城市轨道交通车辆牵引电机在列车制动时类似于发电机，实现能量在不同形式之间的转换，即将列车机械能直接转化为直流供电系统电力能，该部分转化过来的电力能称之为再生制动能量。

再生制动能量的产生会不同程度地导致接触网网压抬升，严重情况下会影响列车的再生制动失效。

因此，必须采取一定的途径将该部分能量消耗掉，将接触网网压控制在规定的范围内。

若将该能量加以利用，而不是通过电阻耗能的方式消耗掉，则可在相当程度上降低运营成本，符合国家倡导的节能减排要求，并且可有效减小再生能量对电网的冲击。

但当前国内城市轨道交通对于该部分能量多采取车载电阻或变电所吸能电阻耗能的形式消耗掉，远远达不到节能减排的要求，更是使城市轨道交通线路通风散热系统载荷增加，造成大量的能源浪费，并使地铁工程的建设与运营成本增加，亦不符合当前国际国内的能源战略。

所以，对于如何充分高效利用列车的再生制动能量的研究非常有必要。

而在诸多的再生制动能量利用方案中，再生制动逆变回馈装置可以最大限度利用列车的再生制动能量，不会占用变电所内外的太大空间，亦可有效规避诸如闸瓦制动等对隧道环境的影响，故贵阳地铁选择了再生制动逆变回馈装置方案。

1 再生制动逆变回馈装置的组成贵阳地铁再生制动逆变回馈装置的一次系统构成主要包括35 kV GIS开关柜、回馈变压器、低压开关柜、变流器柜、直流开关柜、负极隔离柜共六大部分。

（如图1）1.1 回馈变压器回馈变压器采用绕组轴向双分裂干式变压器。

城市轨道交通电气化铁道 2020年第4期DOI：10.19587/ki.1007-936x.2020.04.026北京地铁13号线扩能改造项目牵引所主接线研究康克农摘 要：介绍了北京地铁13号线扩能改造项目特点，在牵引所设置受限情况下提出了3种新型牵引所主接线方案，并进行技术经济对比分析，以期为地铁改造项目牵引供电系统设计提供一种新思路。

关键词：地铁；扩能改造；牵引所主接线Abstract:The paper introduces the characteristics of expansion and reconstruction project of line 13 of Beijing subway, puts forward 3 types of new main wiring schemes for traction substation in case of that the traction substation arrangement is restricted, to which comparison and analysis are made technically and economically, hoping to provide a new method for traction power supply system design for subway reconstruction projects.Key words: subway; expansion and reconstruction; main wiring of traction substation中图分类号：U231.8文献标识码：B 文章编号：1007-936X(2020)04-0104-031 概述2 问题分析及解决思路北京地铁13号线于2003年开通，采用6辆编组B型车，最高运行速度80 km/h，发车间隔为4 min，牵引供电制式采用DC 750 V接触轨供电、走行轨回流方式。

再生制动能量吸收装置在地铁中的应用摘要：轨道交通车辆制动往往产生巨大的能量，地铁新增运营线路时一般会对这些能量进行更好的吸收利用，这也是主要节能减排措施之一。

由于地铁运输这种交通方式一直以来都是我们城市中很多市民出行的主要选择之一。

因此，对于其中的各个组成部分进行研究都是极其重要的，地铁中的再生制动能量吸收装置在地铁的运行过程中能发挥出极其重要的作用。

关键词：再生制动能量吸收；地铁；应用1 地铁中再生制动能量吸收装置的工作原理在我们国家近些年的发展过程中，地铁再生制动能量吸收装置发展的已经是越来越广受越来越多人的青睐以及关注。

而且伴随着我们时代的发展，对于地铁再生制动能量吸收装置也是越来越重视，因此我们将分析一下地铁的再生制动能量吸收装置的工作原理，因为我们只有了解了它的原理，那么才能够在使用的过程中更加顺利，并且也能够为我们的使用提供非常多的方便。

其实这一装置的原理主要就是讲求连锁作用，这个连锁主要就是指的是当一些即将要启动。

或者是正在制动的车辆或者是车辆组首先生成一些制动能量。

然后它产生的这些制动能量当自身吸收不了的时候，那么它相邻的列车或者是他自身的电设备或者是其他的电设备就可以去消化吸收，如果要是这些电设备都消化不了的时候，那么轨道机车的制动电压将会非常快的上升。

因为我们知道，列车组在行进的过程中一定要控制起制动电压，这样的话才会使其能够更好的行驶并且也能够保证行驶过程中的安全。

因此在电压上升的时候，就会有一些专业的工作人员去测控电压的上升程度，然后如果要是电压上升到一定的程度或者是列车所能供给的额度之后，那么这个时候在政治动设备就会发挥出它特有的能量，然后就开始进入了一种特定的工作状态。

然后在这个再生制动设备工作的过程中，就会把多余的电能给消耗掉，然后用这些多余消耗的电能去对车辆进行制动。

但是在其工作的过程中，为了能保证充分的利用车辆在行驶以及制动过程中所消耗的电能，都开始不断地研究制动能量回收利用模式装置，这样不仅可以一定程度上将多余的能量进行回收利用，同时也可以节省一部分的能源。

地铁车辆再生制动能量吸收装置设置的分析摘要：随着国内各城市轨道交通建设的发展，节能减排需求日趋明显，本文从目前国内外轨道交通再生制动能量吸收装置使用情况出发，分析了各类装置的优缺点，着重介绍了逆变至中压型再生制动能量吸收装置，并讨论了成都市地铁10号线一期工程再生制动能量吸收装置设置、经济性等，最后展望逆变至中压型再生制动能量吸收装置在轨道交通行业的应用前景，作为今后轨道交通节能减排的参考。

Abstract：With the development of urban rail transit construction，the requirements of energy conservation and emission reduction have been increased. In terms of the service conditions for regenerative braking energy absorbing devices at home and abroad， this paper analyses the advantages and shortcomings of different kinds of these devices. It also highlights a type of regenerative braking energy absorption device，which inverting feedback to medium voltage， and discuss the setting and economy of regenerative braking energy absorbing device in Chengdu Metro Line 10. Finally，it looks forward to the application prospects for regenerative braking energy absorption device in the industry of metro rail， the effectiveenergy-saving measures will as a reference for the future rail transit.关键词：再生制动；逆变至中压型；轨道交通；节能减排1.概述轨道交通作为一种大运量、高密度的交通工具，它在城市公共交通中扮演着越来越重要的角色，其列车运行具有站间运行距离短、运行速度较高、起动及制动频繁等特点。

浅谈再生能量吸收装置在厦门地铁2号线的应用摘要：随着科技的进步和社会的发展，人们在节能减排、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，对有效利用城市轨道电动车组再生制动所产生的电能以减少城市轨道交通运营的用电量，同时改善城市轨道交通公共场所的环境是非常重要的。

在牵引供电系统中对再生制动所产生的电能进行吸收、储存和再利用越来越受到人们的重视，也具有很大的意义。

关键词：城市轨道交通；再生装置；牵引供电系统；经济效益1 应用背景通过调研发现，地铁机车制动能量可达到牵引能量的30%以上，不能被吸收的部分占制动能量的40%左右，此部分只能白白消耗掉。

这不仅会带来隧道或站区的温升问题和空气质量的恶化问题，也额外增加了环控系统的负荷，导致地铁建设投资和运营成本的增加、能量的浪费。

如何对地铁机车制动能量进行有效利用已经成为地铁建设的一个重要课题，随着对地铁节能系统的研究深入，再生能量吸收装置的应用已经越来越成熟并得到广泛应用。

2 项目概况厦门市轨道交通2号线工程线路长度为41.6km，全部为地下线，共设置车站32座。

全线设置综合维修基地一座，停车场一座，主变电所两座，控制中心与1号线共用。

供电系统外电源采用集中供电方式，110/35kV两级供电电压等级。

在芦坑站附近设芦坑主变电所；在古地石站附近设古地石主变电所。

35kV中压供电网络采用双环网方式，牵引和降压混合供电网络，共设6个供电分区。

牵引供电采用DC1500V架空接触网馈电、走行轨回流的方式，全线设16座牵引变电所。

变电所35kV母线采用单母线分段接线方式；牵引变电所直流母线采用单母线接线方式，牵引变电所设置再生电能吸收利用装置，变电所设置综合自动化系统。

地下段接触网采用刚性悬挂，地上段采用柔性悬挂。

全线设置杂散电流监测系统，接地采用综合接地系统方式。

全线设置供电运行安全生产管理系统。

考虑到单座车站400V低压动照需用负荷有限，回馈的能量并不能被本站400V系统完全利用，此外400V系统容量较小，系统电能质量的敏感性要高于35kV系统，经研究分析，厦门地铁2号线最终采用中压逆变再生电能吸收利用方案。

机车再生制动能量吸收利用方案2014年8月汇报内容一、机车再生制动能量吸收利用的意义机械能→电能机械能→热能机械能→热能将再生制动的能量回收再利用；可采用储能、回馈等方式。

减少隧道内热量的排放；减小环控动力负荷，节约环控投资。

减小机车轴重，增加了载客能力；节约车底空间，减小电气布线难度。

全被其它车辆和本车的用电设备吸收时，牵引网电压将很快上升，网压上升到一定程度1、电阻耗能型由于电阻装置将吸收的能量均以发热的形式消耗掉，装置顶部温度高，出现过烤化灯管等问。

(北京地铁15号线中段地下站的电阻室设置在地面，为封闭式房间，后改为栏杆形通过对北京已通线运行情况调查，电阻工作时会1、电阻耗能型2、逆变回馈型二、国内外技术现状2.12.2逆变回馈型再生电能利用装置的直流侧与牵引变电所中的整流器直流母线相联，其交流进3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）储能型再生制动能量吸收装置主要采用IGBT逆变器将列车的再生制动能量吸收到大容量电能释放出去并进行再利用。

电容储能装置原理图经初步估算，电容型装置在北京地铁的寿命约10年。

储能装置接线示意图储能单元3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）电容储能型应用情况：三、再生制动能量吸收利用方案比较1、中压逆变型装置接入系统方案①2、中压逆变型装置系统参数3、中压逆变型装置应用情况18变压器交流低压开关柜中压能馈装置4、设备实物照片-北京10号线二期-千驷驭-2000kW4、设备实物照片-14号线西段-时代电气-3600kW（间歇工作20s/120s）变压器双向变流器直流柜（隔离开关和电抗器）5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-10号线根据实测数据，十里河变电所能馈装置1月22-4月10日期间日均节能1724度。

5、实测数据分析-10号线根据实测数据，西钓鱼台变电所能馈装置1月22-2月1日期间日均节能1555度。

5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线五、发展方向展望。

广州地铁十四号线再生制动能量回馈装置应用研究摘要：本文通过研究广州地铁十四号线供电系统再生制动能量回馈装置及列车运行的数据，量化分析列车车载电阻能耗与再生制动能量回馈装置回馈电量的关系，验证其节能效果。

同时，进一步研究对全线装置运行参数差异化设置方案，确定最优整定值方案，实现回馈电量最大化，达到提高经济效益的目标。

关键词：地铁；再生制动能量逆变回馈装置；应用；节能1概述广州地铁十四号线一期工程（嘉禾望岗～东风）线路全长54.3km，设13座车站，供电系统采用110kV/33kV两级集中供电方式，全线共设置7套再生制动能量逆变回馈装置（以下简称能馈装置）。

能馈装置采用中压接入方案，可将列车产生的部分再生制动能量回馈至33kV中压网络。

14号线车辆编组采用6辆编组B型车，工作日全天上线运行列车17辆，行车间隔495s。

车辆的制动方式为电制动（再生制动）+空气制动（摩擦制动）。

运行中以电制动为主，空气制动为辅，并具有电制动与空气制动自动协调配合的功能。

在列车速度较高时，使用再生制动，当列车减速到一定速度再生制动不起作用时，使用空气制动。

城市轨道交通具有站间距离短，车辆运行密度高等特点，在频繁启动和制动过程中会产生数量可观的制动能量。

列车制动时所产生的制动能量是巨大的，根据经验，车辆再生制动所产生的反馈能量一般为牵引能量的30%甚至更多。

列车运行产生的再生制动能量不能完全被吸收时，由列车的车载电阻吸收装置转化为热能并散发出去。

根据运营数据，十四号线能馈装置可将全线列车制动电量约17%回馈至供电系统，但是，设置为统一电压启动值的情况下，7台能馈装置回馈的电量存在明显差异，其中两站占全线回馈电量仅为2%和4%，根据各站能馈装置运行工况的差异情况，研究一组差异化电压整定组可以有效提高能馈装置效率，增加经济效益。

同时，进一步研究车辆车载制动电阻消耗电能情况，可为车载电阻是否取消提供研究依据。

2车载制动电阻能耗与能馈装置投退关系接触网直流电压达到能馈装置回馈阀值时，装置由待机状态转入回馈运行状态，当车辆制动功率不大于额定功率2MW时，再生能量可全部被回馈到电网，装置稳压运行，直流电压波动范围能稳定在1700±20V；当制动功率大于2MW时，装置限功率运行，并不能将全部制动能量回馈利用，剩余部分将导致接触网电压升高，此时，需要车载电阻投入吸收剩余制动能量，以保障列车设备安全。

浅谈再生能馈设备的研究背景及设备分类目前，我国城市轨道交通牵引供电系统普遍采用二极管整流机组供电方式。

该供电方式存在着直流牵引网电压波动范围大、能量只能单向流动等缺点。

为解决这一问题，再生能馈装置应运而生。

现阶段，此装置共分为电阻消耗型、电容储能型、飞轮储能型、逆变回馈型四类，本文对此四类能馈装置的工作原理、运行现状等进行了简要的介绍，从稳定性、实用性等方面分析，逆变回馈型能馈装置为现我国市场现阶段的主流产品。

标签：再生能馈;逆变回馈;飞轮储能;超级电容一、研究背景目前，我国城市轨道交通牵引供电系统普遍采用二极管整流机组供电方式。

该供电方式存在着直流牵引网电压波动范围大、能量只能单向流动等缺点。

当列车刹车制动时，产生的制动能量如不能被附近列车吸收，便会使得牵引网电压飙升，导致列车再生制动能力降低甚至列车制动失效。

多年来，较为传统的作法是将这一部分制动能量通过车载电阻的方式消耗掉，如图1所示。

由于城市轨道交通列车的特殊性，具有列车行进站间距离短、起动及制动频繁等特点，列车安装车载制动电阻不但会将这部分能量白白消耗掉，造成能源的浪费;还会增加列车重量，从而影响载客量;与此同时，还会造成隧道的温升，增加环控风机负荷量，造成能量的二次消耗。

二、现市场主要再生能馈装置分类随着技术的进步及市场的扩大，目前，世界各地所广泛使用的再生能馈装置主要分为四大类，分别是：电容储能型、飞轮储能型、电阻能耗型及逆变回馈型。

（一）电阻能耗型电阻能耗型吸收装置是用电阻将多余的再生制动产生的能量消耗掉，从而达到稳定牵引网电压的作用。

但其实此型能馈装置的本质就是将从前列上上的车载电阻替换为站内的能馈电阻，不过也将从前车载电阻产生的热量集中在了变电站内，虽隧道不至于升温，但变电站内仍需安装专门的通风设备，将这部分热量带走，以保证其他设备的正常运行。

此型设备为能馈设备的第一代产品，虽有减轻列车重量，防止隧道升温，控制简单，减少闸瓦制动对闸瓦的损耗等优点，但不具备能量反馈功能，将列车制动能量白白消耗掉。

技术报告│再生制动能量利用装置对供电系统的影响分析“2016第三届轨道交通供电系统技术大会”演讲报告图文版已在“电气技术”微信（微信号：dianqijishu）上陆续发布，请感兴趣的读者扫描下方二维码，进行关注阅读。

演讲人周菁，系北京城建设计发展集团公司总工（本文根据“2016第三届轨道交通供电系统技术大会”演讲PPT 编辑而成）一、概述（1）2013年北京地铁全年共计电能消耗10.8亿度，其中牵引电耗为6.1亿度，牵引能耗约占总能耗的56.2%；2015年为12.7亿度，牵引能耗约占总能耗的57%；（2）目前存在几种再生制动能量回收技术，这些方法各具特点，已经可以将城轨列车的再生制动能量充分有效的回收利用；（3）分析再生制动装置对供电系统的影响，对它们进行科学评估和合理设置。

北京2013年的牵引能耗已经超过10亿度电，去年已经达到12.7亿度，其中由于牵引的能耗约占60%。

大家都认为如果能够把列车制动的能量进行吸收并有效利用，对节能起到很好的效果。

目前已经有多种形式的回收利用技术，它们各具特点。

因此分析这些技术对供电系统的影响，可以使我们后续的应用更加合理。

二、再生制动能量利用装置的沿革国外设备的应用情况与国内相比，还有飞轮型和电池储能型的设备应用，基本上是相似的。

从2006年开始投入运营开始，从纯电阻到电阻+逆变，再到中压能馈型，到今年超级电容型已经在北京八通线挂网，并安装在青岛地铁3号线，短短10年间国内的设备类型已经多种多样。

未来可能还会有其它类型装置投入使用。

三、再生制动能量利用装置技术比较下面对国内使用的设备情况作一个对比分析，由于纯电阻型设备是消耗型设备，并不能节能，后续就不再做介绍了。

首先先分析一下逆变型设备，逆变至低压时，由于瞬时能量较大，而低压系统不能够完全吸收，一般这种类型的设备的容量都不会太大，因此需要同时配备电阻。

而逆变至中压系统，能量在中压网络上传递，能量的利用率较高，因此设备容量的选择主要考虑最佳吸收和分布率。

【文 献 标 志 码ＩＢ
【文 章 编 号 】１００７．９４６７（２ｏ１８）０８．００７７．０２
［ＤＯＩ］１０．１３６１６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１８．０８．２３６
１引言
城 市轨道 交通建设极 大地改 善了城市 交通运输现 状 ，但 是 在 日常运行 中需要消耗大量 的电能 ，随 着对 节能 降耗的关 注 ，越来越多的学者开始关注城市轨道交通运输中的再生能 量 利用。通过车载 电阻将列车在制动过程 中产生的 电能进行 消耗 ，但是随之而来的则是隧道 内部温度 的上 升以及粉尘污 染 ，并对 列车运行 以及循环系统能耗产生影响 。基于此 ，本文 结 合相关文献报道对城市轨道交通供 电系统中压能馈装置应 用进 行分析。
３ 常用再生 能量利用技术的 比较分析
常用再生能量利用技 术的比较分析如表 １所示 。 表 １ 常用再生 能量 利用装置技术参数对比
２ 城市轨道 交通供电系统概述
有 资料表明 ，当列车发车的间隔大于 ｌＯｍｉｎ时 ，再生制动 能 量被吸收 的概 率很小 ，以旅行 速度 ３６ｋｍ／ｈ考虑 ，此时 列车 间 距约为 ５．８ｋｉ ｎ，因此 ，绝大部 分制动能量将被 车辆吸收 电阻 所吸收 ，变成热能并向四周散发 。由于列车的制动主要发生在 运行过程 中 ，如果再 生能量 由车辆吸收电阻吸收 ，必 将带来隧 道和 站台内的温升问题 ，同时也增加了站 内空调 系统 的负担 ， 造成大量 的能源损失并使地铁有较 多的运行费用。
虽然在再生能量利用方面可采用的技术方法较多 ，但是 综合不同技术方法以及我国国内形势 ，逆变回馈型再生能量 利用更加符合我 国国情 。在使用中节能效果好 ，初始成本也不 是很大 ，在运行期 间不会受 到限 制 ，能够连续运 行 ，最 重要的 是我国有相关的配套 设施［２１。

２ ４脉 波整流 ，回馈到直流牵 引网的能量无法被 吸收 会引起直 流 网压抬升 影响列车 的安 全稳定运行 且牵 引系统会 对交流 电 网产 生谐波 的影响 。基于 以上问题 ，本文提 出在直 流牵 引网 ￣ Ｕ ／ Ｊ Ｉ ］ 装再生制动 能量 回馈 装置 ，从而稳 定直流 网压 保证列车 安全稳定运行和 节省电能 。
一
巨
口
曰 日
口
图 ４ 能量 回馈 系统在直流 牵引网中运行 仿真模型 某一桥臂 出现短路故 障使得直流侧 电流直接流入 交流系统 ， 影 响交流侧正常 的工作 ，起到电气 隔离的作用 。整流 变压器
是采 用牵引整流 变压器 ，作用就 是最终将低压侧 的电压 、电 流变换到 中压交流 网侧从而完成能量 回馈的整个过程 。
作 为回馈装 置的核心 部分要满足功 率要求 ，同时还必须 满足
回馈 到交流 中压 网侧 的谐波含量要 求 。因此 ，作 为大功率 器 件 的二极 管钳 位式 （ Ｎ Ｐ Ｃ） 三电平逆变器可以满足上述要求 ， 相 比于两电平逆 变回馈其 更适合在 高压大容量 场合应用 。其 优点有耐压等级 更高 、输出效率更高 、谐波含量更少等 。
０
可实现度 可替代度
真实度
伴 随着世界范 围内的城 市化进程 ，行 车难 、乘车难 ，不 仅 成为市 民工作和生活 的一个突 出问题 ，而且 制约着城市 的
平 的再生能量 回馈系统模型 ，分析其工作原 理 ，建立数学模 型 ，设计控制策略 。 能馈 式逆变 回馈 装置是在直流 牵引网上列车 制动时产生 的制动能 量回馈到交 流中压网侧 ，既能 够实现能量 的循环利
安全稳 定运行 。伴 随着地铁 的发展 ，直流 牵引供电 系统在其
由ｌ ＧＢ Ｔ和 二极管组成 的二极管钳位式 三电平变流器 本 身的特点可知 其既可 以实 现逆变回馈能 量 ，也可 以实现整 流 向直流 网馈 入能量 ，实现 能量的双 向流 动 。因此 ，按照工 作

地铁再生制动能量回馈装置研究发布时间：2021-06-28T11:58:59.020Z 来源：《工程管理前沿》2021年7卷第5期作者：张健楠[导读] 本文以地铁再生制动能量回馈装置中心，从其工作原理张健楠北京市地铁运营有限公司供电分公司北京 100082摘要：本文以地铁再生制动能量回馈装置中心，从其工作原理、设置方案、模型仿真等多个方面研究了该装置。

此过程中，可设置其工作模式为：在地铁再生制动能量促使牵引直流电网的电压升高并达到设定上限时，能量回馈装置则会将直流高压转换为交流高压，并将其传输至10kV中压网，以实现制动能量的再利用，这样不仅可大大降低地铁牵引供电系统的能耗，同时也可保证地铁制动过程中直流网压处于稳定状态，并提升供电设备的安全性和可靠性。

关键词：地铁；再生制动；能量回馈；牵引直流网；牵引供电1.再生制动能量回馈装置的工作原理通常情况下，城市轨道交通均会使用可随时变换电压频率的直交传动方式，制动过程中通常会使用再生制动、电阻制动、空气制动、液压制动等相互结合的制动方式。

但是，地铁运行期间，使用的制动方式主要以再生制动、电阻制动为主，当地铁运行时速降至5KM以下时，则会使用空气制动、液压制动等辅助制动方式，直至地铁完全停止。

现阶段，绝大多数地铁都使用制动电阻来消耗能量，这样不仅会消耗大量的电能，同时也会增加通风设备的负荷。

其次，由于制动电阻会占用地铁自身的重量，增加车身负担，基于此，本文重点研究了地铁再生制动能量回馈装置，以便能够将地铁运行过程中的制动能量回馈至交流电网并对其进行再次利用，以此来降低能耗，实现能量的回收利用。

能量回馈装置交流侧通过断路器柜经变压器接入10kV中压网，直流侧通过断路器柜连接750V直流网。

若此时系统检测发现直流侧的电压值超出设置的逆变电压值时，变流器就会在逆变状态下运行，并会将直流侧能量回馈至交流网，直至直流侧电压值小于设置的逆变电压值为止，这时变流器将处于待机模式；若在系统检测过程中，直流侧电压值小于设置的整流电压值时，变流器就会在整流状态下运行，并将交流网的能量传输至直流网，直至直流侧的电压值大于设定整流电压值为止，此时变流器处于待机模式，同时整个设备也无需配备能量存储组件，无需考虑电阻发热问题，该装置运行过程中，环境影响也相对较小且便于维护。

城市轨道交通柔性直流牵引供电技术应用研究摘要：既有城市轨道交通牵引供电系统基于二极管整流机组向牵引网供电，其输出满足固定下垂特性，输出功率受机车位置、取流状态、线路阻抗影响自然分配，不受控制；直流输出电压不可控，牵引网电压受列车负荷影响较大，通常波动范围为-15%～20%。

此外，二极管的单向导电性导致其能量只能单向流动，无法回收列车电制动能量；为防止制动能量堆积导致牵引网电压超出安全范围损坏车载设备，供电系统中配置了再生能量利用装置。

可见，既有牵引供电系统因为缺少对系统潮流的主动调控，存在牵引网电压波动较大、再生制动能量无法充分利用、供电系统内部节能困难等问题。

关键词：轨道交通；柔性直流；牵引供电技术；应用1柔性直流牵引供电方案节能效果评估研究结合深圳地铁直流牵引供电系统方案及其参数,利用西南交通大学开发的轨道交通直流牵引供电仿真平台,开展大容量柔性直流牵引供电方案拓扑及控制策略研究、输出外特性协同控制及参数选取方法、直流稳压及钢轨电位控制效果等多个研究,建立了大容量柔性直流牵引供电方案的计算模型。

通过高精度实时仿真平台,研究大容量柔性直流牵引供电方案的运行特性,评估不同条件下的供电能力和节能优化水平,最终确定柔性直流牵引供电装置的最优容量匹配及装置最优配置方案;进而完成大容量柔性直流牵引供电关键技术的系统设计方案,确定城市轨道交通供电系统节能效果评估办法等。

开展城市轨道交通牵引供电系统节能效果评估研究,建立节能指标评估体系。

通过建立城市轨道交通的交直流供电系统日反馈能量、再生制动能量反馈率、牵引供电系统节能率等装置级、系统级的节能指标,初步实现节能指标体系的构建。

通过整体仿真,研究柔性供电装置的理论整体节能效率;开展装置实际运行数据检测,分析长时间段内列车受流、牵引站和主变站的电能信息,完成柔性供电装置在新的节能指标体系下的实际节能效果评估。

2柔性直流变电所20世纪80年代中期，美国电力科学研究院N.G.Hingorani博士首次提出了柔性交流输电系统的概念，即通过应用大功率、高性能的电力电子器件制成可控的有功或无功电源以及电网一次设备等，实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、潮流等的灵活控制，将原本不可控的电网潮流变得可以全面控制，从而大大提高电力系统的灵活性和稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。

能馈装置在地铁工程中的应用及节能效果分析摘要：本文对广州地铁九号线能馈装置的应用情况进行介绍，并以九号线能馈装置实际运行数据为例，对其节能效果和经济效益进行了分析，为进一步工程应用推广提供参考。

关键字：能馈装置；城市轨道交通；再生制动；节能1引言地铁列车的制动方式主要以电制动为主，机械制动为辅，当列车靠站进行制动时，牵引电机从电动机状态变成发电机状态，将列车动能转化成电能反馈到牵引电网中，该部分电能称为再生制动电能。

城市轨道交通作为一种大容量、高效率的城市客运系统，具有站间距短、运行速度快等特点，频繁地制动可产生相当可观的再生制动电能【1】。

对于回馈到牵引网的再生制动电能一般有两种处理方式：第一种方式，对于相邻列车具有吸收条件时（牵引模式下），首先被线路上其它列车吸收利用，但当列车运行密度较低或相邻列车同时制动时，回馈的电能被吸收利用的几率会大大减小，这部分未被利用的电能累积在牵引网使网压被动升高，严重时可能超过极限许可电压，影响地铁正常运行；第二种方式，当再生电能不能完全被吸收时，通过列车上或变电所内设置的制动电阻，将再生电能转化为热能并散发出去。

根据已有地铁线路运行能耗的实测数据，得到列车制动电阻能耗占牵引能耗的比例约为30%~50%【2/3】。

可见列车产生的再生制动能量是相当可观的，若只是通过电阻消耗，不仅会造成温度升高，还会造成能量浪费。

因此，通过挖掘能馈装置节能潜力，提高再生制动能量回收利用率有着极大的节能意义，本文以广州地铁九号线再生能量回馈装置为研究媒介，以能馈装置启动门槛电压值为切入点，收集能馈装置回馈电量和列车能耗数据等电气量，运用数值分析计算等方法，综合研究、评价、验证能馈装置节能效果和经济效益。

2能馈装置节能效果分析广州地铁九号线一期工程飞鹅岭站首、尾班车开车时间分别为6:00和22:30，高增站首、尾班车开车时间分别为6:06和23:15，其中工作日执行时刻表峰期分高、中、低三个级别，每个级别上线列车数分别为8/7/6辆；周六日使用时刻表峰期分两个级别，上线列车分别为8辆和6辆，日均输送乘客约10万人。

城市轨道交通列车再生制动能量回收技术研究万宇翔张钢摘要：为了最大限度实现供电系统节能，文章在分析对比了电阻能耗技术、电容/电池储能技术、飞轮储能技术等几种制动能量处理技术的基础上，着重对能量回馈技术进行了研究。

根据并网等级的不同，能量回馈技术分为低压能馈和中压能馈，分别介绍了其运行原理及设备构成。

给出了能量回馈装置的主电路结构以及电压电流双闭环控制框图并简要分析了其控制原理。

对基于能量回馈装置的城轨牵引供电系统进行了建模和仿真分析。

给出了二极管整流机组、能量回馈装置及列车的仿真模型。

通过对仿真结果的分析，验证了能量回馈装置在列车制动时具有将多余制动能量回馈交流电网，并保持直流电压稳定的作用。

关键词：轨道交通;再生制动;能量回馈;逆变器U270.35 文献标志码：A ：2095-2945（2019）31-0161-06 Abstract： In order to maximize the energy saving of power supply system， this paper focuses on the energy feedback technology on the basis of analyzing and comparing several braking energy treatment technologies， such as resistance energy consumption technology， capacitance/battery energy storage technology，flywheel energy storage technology and so on. According to the different grades of grid connection， the energy feedback technology is divided into low voltage energy feed and medium voltage energy feed， and its operation principle and equipment composition are introduced respectively. The main circuit structure of the feedback device and the voltage and current double closed loop control block diagram are given， and the control principle is briefly analyzed. The modeling and simulation analysis of urban rail traction power supply system based on energy feedback device are carried out. The simulation models of diode rectifier unit， energy feedback device and train are given. Through the analysis of the simulation results， it is verified that the energy feedback device can feed the excess braking energy back to the AC power grid and keep the DC voltage stable. Keywords： rail transit; regenerative braking; energy feedback; inverter1 研究背景及目的隨着科技的发展，城市轨道交通逐渐成为了中国各大城市的重要出行方式。

再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用摘要：对再生制动能量吸收装置的基本工作原理和类型进行介绍，并且对再生制动能量吸收装置在郑州地铁中的应用、节能情况进行介绍，提出建议。

关键词：再生制动能量吸收装置节能应用Abstract：The basic working principle of regenerative braking energy absorption devices and introduces the types，and the regenerative braking energy absorption devices in the application of zhengzhou subway，introduces the energy-saving situation，Suggestions are put forward.Keywords：regenerative braking the energy absorption equipment energy savingapplication在城市轨道交通系统中，由于公交化的运输模式决定了城市轨道交通具有列车运行密度大、站间距小、起停频繁的特点。

目前轨道交通普遍采用的VVVF动车组列车，制动模式为电气制动（再生制动/电阻制动）+空气制动（盘形制动/轮对踏面制动）互补的形式，即在列车正常运行过程中以电气制动为主，辅之以空气制动。

传统的列车电阻是将制动电阻装设在车辆底部，列车制动时产生的电能通过车辆上制动电阻发热消耗或空气制动消耗，浪费了大量电能，产生的大量热量还会散发在隧道内，在大运量、高密度的运行条件下，使隧道温度升高，提高了对通风系统的要求。

随着科技的进步和社会的发展，人们在节约能源、减少排放、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，对有效利用城市轨道电动车组再生制动所产生的电能以减少城市轨道交通运营的用电量，同时改善城市轨道交通公共场所的环境是非常重要的。

地铁牵引供电系统再生制动能量利用方案分析发表时间：2019-05-20T15:12:23.593Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：柴永青[导读] 目前交流异步牵引电机在地铁机车上得到了广泛应用，其采用变压变频调速方式，与再生能回馈制动系统设备配合，在制动过程中可回馈较多的电能。

中铁华铁工程设计集团有限公司北京 100071摘要：当前我国城市人口数量明显增多，交通拥堵的问题也更加严重，为了缓解交通拥堵，各大城市地铁通车里程不断增长。

目前交流异步牵引电机在地铁机车上得到了广泛应用，其采用变压变频调速方式，与再生能回馈制动系统设备配合，在制动过程中可回馈较多的电能。

关键词：地铁；牵引供电；再生制动能量；电能；1地铁牵引供电系统1.1供电方式地铁外部供电主要分为分散式供电、集中式供电和混合式供电三种形式。

分散式供电通常是指以地铁附近35KV或10KV线路来为地铁提供电力支持。

该供电方式供电的距离较短，对电源故障规模不会产生较大的影响。

分散式供电主要指地铁电路主要有附近的35KV或10KV电城市电网提供，沿线电源需要多个引入点，同时对设备容量也提出了较高的要求，因此需要投入大量的资源和资金。

集中式通常是指地铁线路附近变电所供电的形式，这种形式可减少电源点和进线的数量，提供高质量电能，且改造工程规模较小，运营维护及调度管理也更加科学和完善。

但是其对电压等级的要求十分严格。

混合式主要融合了分散式和集中式供电两种供电方式各自的特点，有效保证了供电的质量。

在主变电站设置不变的前提下，无论采用中压源混合式供电还是应用共享主变电所资源的混合式供电，其资源利用率均较以往有所提升，这主要是由于混合式供电本身具有较强的适应性和灵活性。

采用回馈方式吸收利用再生制动能量主要适合应用在集中式供电的地铁线路当中，分散式供电主要应用于城区电网中，采用吸收并联母线的方式实现再生能量利用。

1.2系统组成在地铁牵引供电系统中,电能从10kV(或35kV)交流母线经牵引降压变压所、馈电线、接触网输送给轨道交通车辆,产生的电流自轨道交通车辆行驶钢轨以及回流线路返回变电所。