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城轨再生制动能量高效利用研究获突破

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  近日,在国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项“面向全生命周期成本的轨道交通设计、节能与环境友好技术”项目支持下,北京交通大学联合北京市地铁运营有限公司项目团队成功研制城轨列车的再生制动能量高效利用混合储能装置。

  城市轨道交通历来是城市基础建设的耗电大户,研发城轨再生制动能量高效利用混合储能系统,是城市轨道交通发展的迫切需求。

  目前,在世界范围内再生制动能量的处理和回收方式主要包括电阻耗能、逆变器能量回馈、储能等。电阻耗能造成电能浪费,还会带来隧道温升,加重通风系统负担;逆变回馈再生制动控制相对复杂、可靠性不高,并且会对电网产生谐波污染等问题。而储能型再生能量回收利用装置不仅可以高效地回收利用再生制动能量,而且相比于逆变回馈装置对电网无谐波影响。

  项目团队针对城轨供电系统复杂、储能元件间协调与能量管理策略复杂等难题,确定并量化了列车剩余再生制动能量数据基础、设计优化了合理的能量管理策略,成功研制了城轨列车混合储能装置样机,目前正进行实验室验证阶段,后续将基于样机研制MW级混合储能工程装置。

  该装置的研发,能够在列车再生制动时,储存能量,稳定网压;列车牵引时释放能量,减小牵引变电站能耗,总体达到节能稳压的效果,真正实现再生制动能量的高效利用与列车备用电源的功能,整体上减少城轨运行中的能量损耗,为我国轨道交通储能技术的发展和应对地铁突发事件工作提供科学技术支撑。