地铁车辆再生制动能量利用方案

地铁 B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析摘要：伴随着城市交通体系的日渐发达,以及节能城市的建设,交通发展需要在原始交通工具正常运行的基础上,降低其能耗,实现交通工具的节能减排，希望通过相关的研究促进城市地铁节能减排运行。

关键词：地铁B型车牵引能耗；再生制动节能效果；前言随着我国现代化建设和社会经济的飞速发展，现代城市人口大量增加、地域不断扩大，城市交通堵塞问题日益突出，交通事故、噪音和空气污染等影响着人们的工作和生活。

轨道交通在优化城市空间结构、缓解城市交通拥挤、保护环境等方面均显示出积极促进作用，已日益成为中国走新型城镇化道路的重要战略举措。

一、研究的背景车辆是地铁运输的主要载体，由于科技的高速发展，高性能的交流传动系统(牵引传动系统)已广泛应用于地铁车辆。

据统计，欧美、日本等城市轨道交通技术强国，自20世纪90年代以来设计的地铁车辆全部采用交流传动装置，极大地提升了地铁车辆在牵引、制动方面的动力性能。

地铁车辆对牵引传动系统的安全性、可靠性、稳定性要求很高，由于各种历史原因，国内对地铁车辆交流传动系统的研究起步较晚，我国最早期的交流传动地铁列车都是整车进口的，但是，大量采用国外的变流器产品，不仅对我国轨道交通行业的发展极为不利，还会导致将来地铁车辆(一般地铁电气设备的使用寿命为30年)运营维护及维修成本提耐。

随着科技的发展和研究的不断深入，地铁动车牵引传动系统是车体和车辆的关键技术之一，是车辆国产化的重点和难点，长期依赖进口并非长远之计，必须汲取引进一消化一吸收的宝贵经验，掌握自行设计地铁牵引传动系统的核心技术，拥有完全的自主知识产权。

二、地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析1.列车制动速度分析。

根据技术标准, 得出这样的数据信息, 地铁在平直干燥轨道上进行启动加速时, 其速度从0 直接加速到40k m/ h ,其平均起动加速度大于等于1.0m/ s 2。

而速度从0加速到100km/h时,其中平均起动加速度大于等于0.5m/s 2 。

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。

成都地铁牵引供电再生制动与维护摘要：城市轨道交通由于地铁站间距离较短，列车运行对数多启动、停止、制动频繁，大约有30-40％左右的能量被浪费掉了，可回收的制动能量是相当可观的。

目前成都地铁在10号线采用逆变回馈型再生制动能量吸收装置将列车制动能量通过DC1500V反馈至35kv交流中压环网中进行能量回馈，达到节约能源、提高能耗利用率、改善环境的目的。

逆变回馈型再生制动能量吸收装置已经具有可行性。

因此，逆变回馈型再生制动能量吸收装置的维护也是一个新的课题，要建立精准的维护技能及方法是十分必要的。

关键词：牵引供电；再生制动；逆变回馈；维护探讨；一、成都地铁牵引供电系统运行状况地铁的供电系统是整个地铁的重要组成部分，主要分为电源系统、牵引供电系统和动力照明供电系统三部分。

其中电源系统主要指电网到主变电所部分；牵引供电系统由牵引变电所和接触网组成；动力照明供电系统则负责供给车站、区间等各类照明以及风机、水泵、电梯、空调等动力设备和通信等自动化设备的用电。

如图1所示图1 地铁一次系统与牵引供电系统原理图1．成都地铁35KV供电网络采用分区环网接线方式向沿线的牵引变电所和降压变电所供电，每个供电分区中最靠近主变电所的变电所直接从主变电所的不同段35KV母线上分别引入一回35KV电源，其它变电所（跟随式降压变电所除外）采取环网接线形式从相邻的变电所引入两回35KV电源。

跟随式降压变电所从邻近的牵引变电所或降压变电所的不同段35KV母线上分别引入一回35KV电源，如图1所示。

为实现两座主变电所间的相互支援，在两个主变电所供电距离中间降压变电所设置35KV环网联络开关，以实现两主变电所并列运行、单一投入，退出的需要。

如图2所示。

图3 牵引所供电系统二、再生制动简介1.传统的城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置分散安装在各动车上，采用电阻吸收装置，即车载制动电阻。

城市轨道交通列车再生制动产生的能量一般为其牵引能量的 20%～40%，该再生制动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，剩余部分主要被车载制动电阻吸收，这将导致区间隧道和车站站台内的温度升高，增加环控系统负担，造成大量的能源浪费并使工程的建设费用和运行费用增加。

制动能量回收原理
制动能量回收是一种利用车辆制动时产生的能量进行存储和再利用的技术。

该技术的原理是通过将制动能量转化为电能，并将其存储于电池中，以供车辆在加速或其他需要能量的情况下使用。

具体而言，制动能量回收系统通常由以下几部分组成：发电机、电力电子设备、电容器或蓄电池以及相关控制系统。

当车辆进行制动操作时，制动器施加一定的力量或电流于车轮或发电机，从而使车轮减速或产生电动机转矩。

随着车轮减速或电动机转矩增加，电动机的运动会驱动发电机产生电能。

该电能经过电力电子设备进行电流的整流和控制，然后被储存在电容器或蓄电池中。

通过存储制动能量，车辆可以将其在需要时进行释放，以供驱动电动机或其他电力设备使用。

制动能量回收系统的优点在于它可以将车辆制动时浪费的能量转化为可再利用的电能，从而提高车辆的整体能效。

同时，它还能降低对传统燃料的依赖程度，减少车辆的排放量，对环境友好。

需要注意的是，制动能量回收系统在实际运用中也存在一些限制。

例如，制动能量的回收效率受制于电池容量和存储效率，同时驱动电动机所需的能量也受限于储存电池的输出功率。

因此，要实现更高效的制动能量回收，需要不断改进和优化这些关键组件和系统的性能。

总而言之，制动能量回收是一项具有潜力的技术，能够在车辆运行中有效利用制动能量，提高车辆的能效和环境友好性。

未来随着技术的进一步发展，制动能量回收系统有望在各种交通工具中得到更广泛的应用和推广。