地鐵車輛再生制動能量利用方案

地鐵車輛再生制動能量利用方案摘要：目前，節(jié)能減排已成為我國的基本國策，建設(shè)低碳型交通基礎(chǔ)設(shè)施、推廣應(yīng)用低碳型交通運輸裝備是城市軌道交通建設(shè)者責任。地鐵由于站間距比較短，制動頻繁、列車起動，考慮各鐘車型、站距、編組、發(fā)車間隔等差異，列車電制動時產(chǎn)生的再生能量可達到牽引能量的40%以上。充分利用列車再生能量將節(jié)約大量能量，產(chǎn)生效益可觀，為節(jié)能減排做出貢獻。西安市地鐵已經(jīng)運營1、2號線，在建3、4、5、6號線，如何在保證線路運行安全的前提下，提高供電水平，同時為城市節(jié)能減排做出貢獻，是我們必須考慮的問題。關(guān)鍵詞：軌道交通；列車制動；能量回饋1傳統(tǒng)列車車載制動電阻方案存在的問題目前國內(nèi)外城市軌道交通動車組列車均采用VVVF牽引/制動系統(tǒng)，采用交流電機驅(qū)動列車，制動系統(tǒng)普遍采用空氣制動和電制動混合的形式。列車在運行時，牽引系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)為機械能，使機車啟動加速；在制動時，一部分采用電制動，將機械能轉(zhuǎn)為電能使列車制動，另一部分采用空氣制動，通過剎車閘瓦與車輪踏面摩擦而產(chǎn)生制動使列車減速。傳統(tǒng)列車上設(shè)置了車載制動電阻。當列車制動時，首先采用再生制動方式，列車電機從電動機狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機狀態(tài)，將機械能轉(zhuǎn)換為電能返回到牽引網(wǎng)系統(tǒng)，返回到牽引網(wǎng)系統(tǒng)的能量部分被相鄰列車吸收，由于線路的行車密度等多種因素，很大部分能量不能被回饋，此時大量電能量得不到釋放，將會使系統(tǒng)供電網(wǎng)電壓急劇上升，為此列車上設(shè)置了制動電阻，將這部分能量通過電阻變成熱能吸收，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。電阻所轉(zhuǎn)化的熱能，車站環(huán)控專業(yè)通過隧道活塞風、車站軌頂排風和車站軌底排風，將熱量排出車站外。車載制動電阻使用雖然方便，但也有缺點：（1）列車制動電阻吸收再生制動能量轉(zhuǎn)換為熱能白白消耗了，沒有起到節(jié)能減排作用。（2）列車制動電阻吸收再生制動能量轉(zhuǎn)換為熱能散于隧道內(nèi)，雖然部分可以通過隧道活塞風排出隧道，但還有部分遺留在隧道，這部分熱量使隧道溫升逐步上升；（3）列車制動電阻重量大，列車運行時，不僅沒有節(jié)能，還增加列車牽引能耗。（4）制動電阻體積大，而且考慮制動電阻散熱需在列車上安裝通風設(shè)備，這樣會使列車底部其他設(shè)備安裝布局困難；（5）制動電阻發(fā)熱會對車體底板形成烘烤效應(yīng)，有引發(fā)火災(zāi)危險。（6）列車采用車空氣制動，增加閘瓦的損耗，加大車輛維修工作量，提高了運營成本，摩擦閘瓦產(chǎn)生