新技能为地铁插上“节能翅膀”

 
世界首套城轨交通地面式殽杂储能装置问世  
新技能为地铁插上“节能翅膀”  
 

北京交通大学师生按照试验波形对储能装置参数举办调解

上世纪90年月初，北京交通大学电气工程学院传授杨中平照旧一位即将赴日留学的学生。当时，他来到北京并第一次看到了地铁的样子。这让他感想新鲜无比——其时，我国仅有的两条地铁都在北京，对付大大都国人来说，地铁照旧一个“稀罕物”。

如今地铁早已成为人们出行的重要手段。“我国的都市轨道交通是全世界成长速度最快的。今朝，我国的城轨总里程已经高出6000公里。”杨中平先容说。

跟着轨道交通局限的一连扩大，一个此前未被人重视的问题日益凸显，那就是都市轨道线路的耗能以及相应的节能问题。环绕这一实际问题，杨中平与同事颠末多年尽力，乐成研发出世界上首套城轨交通地面式殽杂储能装置。经测试，搭载该装置的都市轨道交通车辆，其平均节能率高出15%。

一个现实问题

当前世界范畴内的都市轨道交通，根基是以电力为主要动力源。在早期局限相对不大时，城轨的耗电量在国度整体用电量中的比例险些可以忽略；但跟着轨道交通成为都市交通系统中的重要构成部门，天天运行十几个小时的地铁，所需要的供电量已今是昨非。

“今朝，我京城市轨道交通系统用电量在逐年上升，2019年已占到全国总用电量的3‰。这是一个庞大的数字。”在接管《中国科学报》采访时，北京市地铁运营有限公司技能部副部长李宇杰暗示，这个中，有50%阁下的电能为牵引用电，即用于地铁自己的载客运行进程。

如安在这一进程中节减电量，成为相关科研人员所尽力的重点。

“地铁节能的方法有许多，好比减轻车体总重量、公道布置地铁发车时间等，但尚有一种越发重要的节妙手段，即接纳、操作列车在制动时所发生的能量。”杨中平说，回收此要领，在一节列车从时速70公里减速至静止的进程中，可以发生约莫14千瓦/时的电能。“思量到今朝我国如此庞大的城轨局限，这部门电能的节省潜力是庞大的。”

然而，要实现节能方针，一个现实问题必需降服，那就是列车的再生电能如何存储和释放的问题。

“今朝给地铁提供电能的牵引变电站利用的是二极管整流器，而这种技能无法实现都市电网与地铁自身供电系统之间的双向供电。因此，我们的研究就是致力于研发一种可以或许高效且耐用的储能装置，接纳地铁列车的再生制动电能。”项目构成员、北京交通大学电气工程学院传授林飞暗示。

一波三折的研发

针对这一问题，早在十几年前，杨中和善同事们就开展了超等电容储能和再生制动能量的接收操作相关的研发。2014年，他们研发出200千瓦再生制动能量储存装置，并在北京地铁举办了尝试性安装测试。

“测试取得了乐成，但并不十分令人满足。”杨中平说，由于地铁系统的用电量是兆瓦级此外，其时的储能装置完全不能胜任。为了可以或许研发出切合城轨交通要求的储能设备，项目组接洽到了中车四方车辆研究所有限公司的相关科研人员，两边共同尽力，终于在2016年，研发出我国首套兆瓦级的地面超等电容储能系统。

然而此时，另一个问题呈现了。