地鐵電氣節(jié)能設計的改進與創(chuàng)新

1、最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文地鐵電氣節(jié)能設計的改進與創(chuàng)新地鐵電氣節(jié)能設計的改進與創(chuàng)新【摘要】當前國際國內在設計建設地鐵線時已將節(jié)能納入重要 的考量環(huán)節(jié)，以適應當今社會節(jié)能低碳的環(huán)保主流。地鐵節(jié)能的關鍵在于電氣節(jié)能，而電氣節(jié)能的根本在于電氣設備系統(tǒng)的統(tǒng)一設計和協(xié) 調規(guī)劃。多重節(jié)能措施并舉，最終統(tǒng)一于管理節(jié)能，通過對節(jié)能數(shù)據(jù) 的分析整理，從中找到各用能環(huán)節(jié)的真正問題和有效的節(jié)能途徑，是實現(xiàn)地鐵電氣節(jié)能的突破口與創(chuàng)新點所在?！娟P鍵詞】地鐵節(jié)能；節(jié)能設計；管理節(jié)能Abstract the current international and domestic in the design and

2、constructionof subway has energy conservation intocon siderati on importa nt link, in order to adapt to todays society en ergy-sav ing low carb on en vir onmen tal main stream. The key lies in the subway energy saving electrical energy, and the fun dame ntal electrical en ergy sav ing of the electri

3、cal equipme nt system of un ified desig n and pla nning.Simulta neously multiple en ergy-sav ing measures, fin ally uni fied in man ageme nt of en ergy con servati on, through an alyz ing the en ergy sav ing data, find the real problems can link and effective way of energy saving, is a breakthrough

4、and innovation of electrical energy-saving in subway.keyword subway en ergy-sav ing; en ergy-sav ing desig n;en ergy-sav ing man ageme nt中圖分類號：TU201.5文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)盡管我們不斷強調地鐵電氣的節(jié)能降耗， 但目前國內地鐵在電氣 節(jié)能方面所采取的種種措施成果顯著。對比國際地鐵協(xié)會統(tǒng)計的26家主要地鐵運營公司能耗數(shù)據(jù)，北京地鐵平均每名乘客每公里的總能耗最低，僅耗電0.046千瓦時。列車每公里的平均牽引能耗同樣最低，

5、 只消耗1.764千瓦時。按照同等運力比較，軌道交通的能耗只相當于 小汽車的1/9，公交車的1/2。盡管如此，在能源日益緊張的格局下， 尋找電氣節(jié)能設計上的改進和創(chuàng)新仍然是當今地鐵設計的關鍵所在。一、地鐵電氣節(jié)能設計現(xiàn)狀分析能源消耗總量過大是地鐵運營所面臨的棘手問題之一， 這一問題 直接影響到地鐵的運營成本，實現(xiàn)地鐵電氣節(jié)能設計的改進與創(chuàng)新， 意義重大。據(jù)統(tǒng)計，地鐵電氣消耗由高到低排序如下：列車牽引供電 耗能（45k50% ,空調及通風系統(tǒng)（25%35%，電梯扶梯（10% 14%， 而照明及其他能耗約占10%從中不難看出，機車的牽引是地鐵系統(tǒng) 中的用電大戶，和通風空調系統(tǒng)分別占到軌道交通系統(tǒng)總

6、能耗的一半 和三分之一。因此在這兩項上節(jié)能潛力也相對最大。打造綠色地鐵， 是地鐵參與軌道交通及城市交通運營的一張新名片， 也是基于改善交 通運輸條件、促進城市協(xié)同發(fā)展、以人為本理念的體現(xiàn)。目前，規(guī)劃 和正在建設的地鐵線，已經(jīng)綜合考慮節(jié)能降耗措施，從機車、空調、 供電、照明、扶梯等各系統(tǒng)設備采取了相關的節(jié)能措施。二、地鐵電氣節(jié)能設計的改進與創(chuàng)新策略（一）做好節(jié)能坡設計的改進所謂地鐵節(jié)能坡，即在列車運行區(qū)間設計適當角度的緩坡。 當列 車進站時上坡，從而達到減速的目的，這樣一來對列車制動系統(tǒng)也有 極好的保護作用。當列車出站時，通過下坡啟動加速，進而保護列車 牽引系統(tǒng)。這些在區(qū)間線路上精心設計的縱坡，

7、正好使列車出站下坡、 進站上坡，從而巧妙的利用自然加速和減速達到節(jié)能目的， 最終達到 節(jié)省牽引過程的耗電的目的。這一看似微小的設計改變，對節(jié)能及機 車保護有著雙重功效，勢必將成為站臺節(jié)能設計的風向標。 據(jù)北京市 軌道交通建設管理公司消息，地鐵節(jié)能緩坡廣泛應用在地鐵9號線的 線路設計中。目前一共設計有22個節(jié)能坡，占到全線總里程的46%地鐵節(jié)能坡概念從引入到設計再到實施的時間較短，因此設計方法和模型上不健全。哈爾濱工業(yè)大學相關學者曾發(fā)表文章， 基于機車 動力和制動系統(tǒng)，建立了地鐵節(jié)能緩坡的理論模型和計算方法。 該模 型將這個過程分為五個階段：加速階段、下坡節(jié)能、惰行、上坡節(jié)能 以及制動。并通過動

8、能和勢能的變化計算了緩坡長度， 作者認為節(jié)能 緩坡長度約為228米到330米。（二）處理好能量回收中的細節(jié)問題高速行駛的列車一般采用電制動與空氣制動相結合的模式，部分新型列車則主要依靠電制動（如北京地鐵九號線）。在電制動過程中， 根據(jù)能量轉化和守恒原理，制動高速行駛的、具有較大動能的機車， 勢必消耗很多電能。在此過程中，機車消耗電能用以制動的同時，本 身所具有的動能也被白白浪費。如果我們能夠將后者所提及的動能轉 化并回收，即回收剎車能量，從一定程度上也能達到節(jié)能降耗的目的。 其原理是當機車進站或緊急制動時，牽引電機將隨之進入發(fā)電狀態(tài)， 將剎車產(chǎn)生的能量回傳到電網(wǎng)。這部分能量通過逆變回饋裝置輸送

9、電 網(wǎng)系統(tǒng)后提供給機車，或者與車站機電設備協(xié)調使用。據(jù)測算，9號線列車牽引供電整體節(jié)電5刎上。但是制動能量回收也存在著一些問題。 如老的地鐵線中，電網(wǎng)建 設系統(tǒng)化不夠，回傳到電網(wǎng)的這部分能量往往只能提供給附近的機車 所使用。然而，在列車行駛車隔大等情況下，這部分回收的能量不能 被其他機車所吸收，而且這部分電能并不能直接并入總電網(wǎng)供地鐵線 其他用電設施所使用，最終仍然被浪費。（三）加大對節(jié)能設備的改進及新能源的利用國內各新建地鐵線都很重視節(jié)能工作，從空調、供電、照明、扶 梯等各系統(tǒng)設備采用了新型節(jié)能產(chǎn)品。再如北京地鐵九號線在站臺、 站廳、出入口公共區(qū)照明選用 T5系列熒光燈，同樣照度的前提下，

10、節(jié)約照明用電20%以上。空調通風系統(tǒng)在地鐵運營中的能耗僅次于列 車牽引。北京地鐵九號線六里橋東站首次采用直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)。 該系統(tǒng)是把制冷劑通過直接蒸發(fā)的方式輸送到空調末端對空氣降溫 除濕，以此省去空調冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)將節(jié)省四分之一以 上的能耗。與傳統(tǒng)交通工具相比，地鐵使用相對清潔的電能作為動力源， 然 而電能的使用目前也間接地、較大程度的依賴著化石燃料。太陽每秒輻射到地球的能量則為499,400,00,000焦，它作為一種新興的可再 生能源，越來越受到各個國家的關注。北京地鐵九號線所采用的熱水 系統(tǒng)為承壓式二次換熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)高效，節(jié)能，安全穩(wěn)定。在郭公 莊車輛段，太陽能應用解決

11、了集中熱水系統(tǒng)的能源消耗，部分車站出入口廣場也選用太陽能照明系統(tǒng)，白天蓄能，夜間為廣場提供照明。 北京地鐵十四號線終點站則利用其高架的優(yōu)勢，在車站屋頂設計、安 裝了太陽能板發(fā)電。整個屋頂共安裝有近 1000塊太陽能板，面積達 2500平米。通過太陽能板所產(chǎn)生的電可供應車站內空調、扶梯以及 照明等設備用電。這是全國地鐵建設中首次將太陽能板用在地鐵站建 設中。但是目前太陽能的利用還不是很普及，利用太陽能發(fā)電還存在 成本高、轉換效率低的問題。這是限制新能源在地鐵系統(tǒng)廣泛利用的 主要問題。然而隨著地球能源日益緊張的現(xiàn)狀， 太陽能燈清潔能源在 未來必將成為地鐵系統(tǒng)供電的主力之一。（四）實現(xiàn)管理節(jié)能機制的

12、優(yōu)化和創(chuàng)新通過對能源消耗進行準確監(jiān)測和科學分析，從而采取相應的管理 措施和技術措施、從而達到節(jié)能的目的而進行的工作叫做管理節(jié)能。 節(jié)能管理要求定量化、標準化和手段多樣化。在地鐵電氣節(jié)能中，管 理節(jié)能概念的提出是基于當前諸多地鐵運營單位常在節(jié)能監(jiān)管中的 職能缺失，地鐵運營單位對地鐵設備的運行和節(jié)能效果缺乏有效的統(tǒng) 計和管理，具體表現(xiàn)在難以提供完整的分項電耗記錄表和用電分析資 料。因此統(tǒng)一的、全面的能源管理系統(tǒng)建設便迫在眉睫。能源管理系 統(tǒng)基于計算機網(wǎng)絡技術，集監(jiān)測、控制、分析等功能于一體，全面發(fā) 揮發(fā)揮其協(xié)調能力，合理調度，科學分配，實時監(jiān)測，最終為地鐵進 一步實施節(jié)能降耗目標給出科學參考。能源

13、管理系統(tǒng)結構設置為“一 個中心，多級聯(lián)動”，一個中心即中央級能源管理系統(tǒng)，負責整合各 下級能源管理系統(tǒng)的監(jiān)督、數(shù)據(jù)整合及分析功能。而基于各車站的下 一級能源管理系統(tǒng)則具體負責各個能源消耗點的統(tǒng)一管理、能源分 配、數(shù)據(jù)采集、故障報警等功能。這些數(shù)據(jù)最終將通過地鐵骨干網(wǎng)上 傳到中央能源管理系統(tǒng)整合處理。這種系統(tǒng)的設計的意義在于統(tǒng)一協(xié) 調，優(yōu)化管理。通過對各項節(jié)能數(shù)據(jù)的整合，進而優(yōu)化現(xiàn)有電氣節(jié)能設計。三、結論總之，如上所述諸多節(jié)能措施最終將落實到定量描述能耗的具體 狀況，及歸結于管理節(jié)能，這也是是地鐵節(jié)能工作的重要基礎和最重 要的創(chuàng)新點，以此避免一些名為節(jié)能措施而實際效果不明顯，卻需要大量增加投資的行為。通過對節(jié)能數(shù)據(jù)的分析整理，從中找到各用能 環(huán)節(jié)的真正問題和有效的節(jié)能途徑。參考文獻：1 Hui Zhi Xu, GuoZhu Che ng, Cho ngWu. Study on t