地铁车辆再生制动能量利用方案
地铁再生制动原理
地铁再生制动原理随着城市的发展和人口的增加，地铁作为城市交通的重要组成部分，越来越受到人们的青睐。
然而，地铁作为一种大型交通工具，其制动系统的设计和运行也变得愈加重要。
再生制动作为一种新型的制动方式，不仅可以提高地铁的能效，还可以减少能源消耗和环境污染。
本文将介绍地铁再生制动的原理和实现方法。
一、再生制动的定义再生制动是一种新型的制动方式，其原理是将制动产生的能量转化为电能，并将其储存到电容器或蓄电池中，以便后续使用。
再生制动的优点在于，它可以将制动产生的能量回收利用，从而提高地铁的能效和节约能源。
同时，再生制动还可以减少制动时的噪音和减少制动器的磨损，从而延长地铁的寿命。
二、再生制动的原理再生制动的原理是基于电动机的工作原理。
当地铁行驶时，电动机将电能转化为机械能，从而驱动地铁运动。
而当地铁需要制动时，电动机就会反转，将机械能转化为电能，并将其送回到电容器或蓄电池中。
这样一来，制动产生的能量就得到了回收利用，从而提高了地铁的能效和节约了能源。
三、再生制动的实现方法再生制动的实现方法主要有两种：直接制动和间接制动。
直接制动是指将电动机的电源直接切断，从而使电动机反转并将制动产生的能量送回到电容器或蓄电池中。
这种方法的优点在于简单易行，但缺点在于制动效果不够理想，容易造成电机的损坏。
间接制动是指通过电阻器将电动机的电源接地，从而使电动机反转并将制动产生的能量送回到电容器或蓄电池中。
这种方法的优点在于制动效果更加理想，但缺点在于需要较多的设备和空间。
四、再生制动的应用再生制动在地铁中的应用越来越广泛。
目前，许多地铁公司都开始采用再生制动技术，以提高地铁的能效和节约能源。
例如，北京地铁采用了再生制动技术，其能效比传统地铁提高了20%以上。
上海地铁也采用了再生制动技术，其能效比传统地铁提高了15%以上。
随着技术的不断进步和应用的不断扩大，再生制动将会成为地铁制动技术的主流。
总之，再生制动作为一种新型的制动方式，不仅可以提高地铁的能效，还可以减少能源消耗和环境污染。
城市轨道交通再生制动能量利用研究
城市轨道交通再生制动能量利用研究【摘要】本文探讨了城市轨道交通再生制动能量的利用研究。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在讨论了再生制动能量的来源、城市轨道交通再生制动能量的利用方式、再生制动能量利用的技术方案、经济效益和环境效益。
结论部分总结了再生制动能量利用的重要性，指出其可以降低能源消耗，提高城市轨道交通系统的可持续性，并提出了未来研究方向。
通过本研究，可以更好地利用再生制动能量，增加能源利用效率，减少环境污染，促进城市轨道交通系统的可持续发展。
【关键词】城市轨道交通、再生制动能量、能量利用、研究、再生制动、技术方案、经济效益、环境效益、能源消耗、可持续性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景研究表明，城市轨道交通系统在行驶过程中产生大量的制动能量，这部分能量会以热能的形式散失。
如果能够通过适当的技术手段将这部分能量进行有效捕获和利用，不仅可以减少能源消耗，还可以为系统提供可再生的能源补充。
对城市轨道交通再生制动能量的利用进行深入研究，具有重要的理论和实践意义。
在现有文献中，虽然已经有一些关于城市轨道交通再生制动能量利用的研究，但仍然存在一些问题和挑战，如技术手段不够成熟、经济效益有待提高等。
本文旨在通过对城市轨道交通再生制动能量的研究，探讨能够提高能源利用效率和减少环境污染的技术方案，为城市轨道交通系统的可持续发展提供理论支持和实践指导。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨城市轨道交通再生制动能量的有效利用方式，从而提高能源利用效率，减少能源消耗。
在日益加剧的能源危机和环境污染的背景下，通过充分利用再生制动能量，不仅可以降低城市轨道交通系统的能源消耗，减少对环境的影响，还可以减轻能源压力，提高城市轨道交通系统的可持续性。
研究再生制动能量利用的技术方案和经济效益，可以为城市轨道交通运营商提供科学的决策依据，推动城市轨道交通系统向更加环保、节能的方向发展。
通过深入研究城市轨道交通再生制动能量的利用，可以为提升城市轨道交通系统的能源利用效率、降低运营成本、改善环境质量等方面提供重要的理论和实践指导。
城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用
城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用摘要：城市轨道交通车辆的制动能量相当可观。
研究如何回收利用，将牵引网电压波动控制在允许范围内，不仅直接关系到经济，也是我国建设节能低碳社会的重要组成部分，对缓解国内外能源紧张的现状具有重要的现实意义。
关键词：城市轨道交通；车辆制动能量；回收利用；叙述了城市轨道交通车辆再生制动能量回收利用方式中的消耗型、储能型和逆变回馈型三种系统方案，并比较分析了三种系统方案的经济技术性。
重点分析了逆变回馈型车辆再生制动能量回收利用方案。
采用逆变回馈型车辆制动能量回收装置，在技术成熟度、国产化水平、经济效益等方面均适合我国城市轨道交通工程建设运营的发展需要，是工程应用的方向。
在确定车辆制动能量回收装置设置方案时，应进行经济技术比较，以确定合理的设置方案，保证社会效益与经济效益均优。
一、车辆再生制动能量回收利用现状1．消耗型吸收装置。
电阻消耗型制动能量吸收装置主要分为车载制动电阻和地面制动电阻两种基本类型。
车载制动电阻由车辆厂配套提供，已经广泛应用于国内外的轨道交通车辆中。
地面电阻耗能型再生制动能量吸收装置主要采用多相IGBT(绝缘栅双极晶体管)斩波器和吸收电阻配合的恒压吸收方式，其工作原理是：根据再生制动时直流母线电压的变化状态调节斩波器的导通比，从而改变吸收功率，将直流电压恒定在某一设定值的范围内，并将制动能量消耗在吸收电阻上。
该吸收装置的电气系统主要由三部分组成：隔离控制、滤波和IGBT斩波器、吸收电阻。
电阻耗能装置的电气原理简单、设备可靠性高、维护工作量小，在车辆和地面上均已经有大量的成熟运行经验。
但电阻消耗装置将制动电能转化为热能传导至空气中，未能充分利用电能，造成了浪费。
2.储能型吸收装置。
（1）超级电容储能型。
该装置的储能介质为大功率电容，利用电容的充放电原理实现车辆再生电能的吸收和利用。
当供电区间内有列车需要取流时，该装置就将所储存的电能释放出去供列车利用。
该吸收装置的电气系统主要由储能电容器组、IGBT斩波器、直流快速断路器、电动隔离开关、传感器和微机控制单元等组成，具有储能和稳压两种工作模式。
1500V城轨系统再生制动能量的储存利用
作者简介 ： 黄舰 ， ， 男 副总工程师 ， 高级 工程 师 ， 从事城市轨道 交通建 设的规划与管理，ｊ８ ５ ＠１ ６ ｃ ｍ ｈ １８ ２ ．ｏ ７
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释 放 出来 再 利用 。该 方 案 的最 大 节 电 效 果 可 达 到 地 铁
ｌ 研究 背景
在城市轨道交通工程 中 ， 交 变压变频 的传动方 直一
式 已经普遍采用 ， 车制动逐 渐采 用再 生制 动。列车 列 在运行过程 中， 由于站 间距较短 ， 列车启 动、 制动频繁 ，
制动能量是相 当可观 的。根据 经验 ， 列车再 生制 动产 生 的反馈能量一般 为牵引能量 的 ３ ％甚至更多 。这些 ０ 再生能量除了按 一定 比例 （ 一般 为 ２ ％ ～８ ％ ， 据 ０ ０ 根
都市快轨交通 ・第２ 卷 第 ３期 ２ １ ３ ０ ０年 ６月
城市轨道交通可再生制动方案
城市轨道交通可再生制动方案摘要：城市轨道车辆运行具有频繁启动、制动的特点，机车制动能量的可再生利用已成为了城市轨道交通节能的主要方式。
本文对比分析了城市轨道交通可再生制动能量吸收的若干方案，重点分析了基于超级电容的储能型和逆变回馈型可再生制动系统的工作原理和典型拓扑结构。
最后介绍了储能-逆变回馈复合型制动方案。
关键词：城市轨道交通；可再生制动；双向直流变换器；逆变回馈Research on Absorb Project of Regenerative Braking in Urban RailTransitAbstract: Frequent start and braking are the main features of urban rail transportation, and theregenerative utility of braking energy has been considered as one of the most important approach to saveenergy of urban rail transit. Some strategies of regenerative braking energy absorbing is analyzed andcompared in the paper. The principle and typical topological structures of regenerative braking systembased on energy storage of super capacitors and feedback inverters are discussed in detail. Finally, thestrategy that combines energy storage and feedback inverter is presented.Key words:unban rail transit; regenerative braking; bi-directional DC/DC converter; feedback inverter1. 引言随着城市化进程的逐渐加快，城市轨道交通发展迅速。
地铁能馈再生制动能量利用原理
机车再生制动能量吸收利用方案2014年8月汇报内容一、机车再生制动能量吸收利用的意义机械能→电能机械能→热能机械能→热能将再生制动的能量回收再利用；可采用储能、回馈等方式。
减少隧道内热量的排放；减小环控动力负荷，节约环控投资。
减小机车轴重，增加了载客能力；节约车底空间，减小电气布线难度。
全被其它车辆和本车的用电设备吸收时，牵引网电压将很快上升，网压上升到一定程度1、电阻耗能型由于电阻装置将吸收的能量均以发热的形式消耗掉，装置顶部温度高，出现过烤化灯管等问。
(北京地铁15号线中段地下站的电阻室设置在地面，为封闭式房间，后改为栏杆形通过对北京已通线运行情况调查，电阻工作时会1、电阻耗能型2、逆变回馈型二、国内外技术现状2.12.2逆变回馈型再生电能利用装置的直流侧与牵引变电所中的整流器直流母线相联，其交流进3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）储能型再生制动能量吸收装置主要采用IGBT逆变器将列车的再生制动能量吸收到大容量电能释放出去并进行再利用。
电容储能装置原理图经初步估算，电容型装置在北京地铁的寿命约10年。
储能装置接线示意图储能单元3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）电容储能型应用情况：三、再生制动能量吸收利用方案比较1、中压逆变型装置接入系统方案①2、中压逆变型装置系统参数3、中压逆变型装置应用情况18变压器交流低压开关柜中压能馈装置4、设备实物照片-北京10号线二期-千驷驭-2000kW4、设备实物照片-14号线西段-时代电气-3600kW（间歇工作20s/120s）变压器双向变流器直流柜（隔离开关和电抗器）5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-10号线根据实测数据，十里河变电所能馈装置1月22-4月10日期间日均节能1724度。
5、实测数据分析-10号线根据实测数据，西钓鱼台变电所能馈装置1月22-2月1日期间日均节能1555度。
5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线五、发展方向展望。
地铁再生制动能量利用方案的研究的开题报告
地铁再生制动能量利用方案的研究的开题报告一、选题背景与意义地铁系统作为现代城市公共交通系统的重要组成部分，随着人口的增加和城市规模的扩大，越来越广泛地被人们所使用。
然而，在运营过程中，地铁列车的制动过程中会产生大量的能量，如果不能有效地利用这些能量，就会造成能源的浪费和环境污染，同时也会增加运营成本。
因此，研究地铁再生制动能量利用方案具有重要的现实意义和社会影响，可以有效地提高地铁系统的能源利用效率，降低环境污染，减少运营成本，进一步推进城市可持续发展。
二、研究目的及内容本研究的主要目的是探究地铁再生制动能量利用方案的可行性和实施效果，具体研究内容包括以下几个方面：1. 地铁再生制动能量的来源及其特点分析。
2. 地铁列车再生制动能量的采集系统及其技术研究。
3. 地铁再生制动能量的存储和利用方案及其技术实现。
4. 地铁再生制动能量的经济效益、环境效益和社会效益评估。
三、研究方法和步骤本研究采用文献调研、案例分析、实地考察、数值模拟等多种研究方法，具体步骤如下：1. 文献调研：对国内外相关文献进行收集和整理，包括地铁再生制动能量利用方案的研究和实践应用情况，再生制动能量的采集与存储技术等方面的研究。
2. 案例分析：选取多个地铁系统作为研究对象，对其再生制动能量利用方案进行实地调研和案例分析，了解实际应用效果。
3. 实地考察：结合实际情况，对地铁列车再生制动能量进行采集系统的硬件设计和软件编程实现等方面的研究。
4. 数值模拟：对地铁列车再生制动能量进行数值模拟，分析再生制动能量的产生和利用过程中的相关因素和参数，提高再生制动系统的效率和性能。
四、研究预期成果1. 综合分析地铁再生制动能量的来源、采集、存储和利用方案，提出可行的再生制动能量利用方案，推进城市低碳发展和可持续发展。
2. 设计开发能够实现地铁列车再生制动能量采集、存储和利用的系统，提高能源利用效率，减少环境污染，降低运营成本。
3. 研究地铁再生制动能量的经济效益、环境效益和社会效益，促进地铁系统的资源节约和环境保护。
铁路再生制动能量
铁路再生制动能量
铁路再生制动能量是指在铁路列车制动过程中，通过一系列的科学技术手段将制动过程中产生的能量进行回收和再利用的过程。
这种技术的应用可以有效地减少列车制动时的能量消耗，降低运营成本，同时也对环境保护具有积极的意义。
铁路再生制动能量的实现主要依靠列车上的再生制动装置。
当列车制动时，再生制动装置通过电动机将制动能量转化为电能，并将这部分电能存储起来，以备后续使用。
这种方式不仅可以减少能源的浪费，还可以将电能回馈给列车，从而减轻列车牵引系统的负荷，提高列车的运行效率。
在实际的运行中，铁路再生制动能量的应用面临着一些挑战。
首先，再生制动装置的设计和安装需要考虑到列车的运行速度、重量等因素，以确保装置的稳定性和可靠性。
其次，再生制动装置需要与列车的控制系统进行紧密的配合，实现能量的回收和利用。
最后，再生制动装置的维护和管理也需要专业的技术人员进行操作和监控，以保证装置的正常运行。
铁路再生制动能量的应用不仅可以提高铁路运输的效率和可持续性，还可以减少能源的消耗和环境污染。
通过回收和再利用制动能量，铁路运输可以更加节能高效，从而为社会和经济发展带来更多的益处。
铁路再生制动能量是一种有效的能量回收和利用技术，可以在铁路列车制动过程中将产生的能量进行回收和再利用。
该技术的应用可以提高铁路运输的效率，减少能源的消耗，有利于环境保护和可持续发展。
在未来的发展中，铁路再生制动能量的应用将会得到更广泛的推广和应用，为铁路运输行业带来更加绿色和可持续的发展。
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地铁车辆再生制动能量利用方案
摘要：目前，节能减排已成为我国的基本国策，建设低碳型交通基础设施、推广应用低碳型交通运输装备是城市轨道交通建设者责任。
地铁由于站间距比较短，制动频繁、列车起动，考虑各钟车型、站距、编组、发车间隔等差异，列车电制动时产生的再生能量可达到牵引能量的40%以上。
充分利用列车再生能量将节约大量能量，产生效益可观，为节能减排做出贡献。
西安市地铁已经运营1、2号线，在建3、4、5、6号线，如何在保证线路运行安全的前提下，提高供电水平，同时为城市节能减排做出贡献，是我们必须考虑的问题。
关键词：轨道交通；列车制动；能量回馈
1 传统列车车载制动电阻方案存在的问题
目前国内外城市轨道交通动车组列车均采用VVVF 牵引/制动系统，采用交流电机驱动列车，制动系统普遍采用空气制动和电制动混合的形式。
列车在运行时，牵引系统将电能转为机械能，使机车启动加速；在制动时，一部分采用电制动，将机械能转为电能使列车制动，另一部分采用空气制动，通过刹车闸瓦与车轮踏面摩擦而产生制动使列车减
速。
传统列车上设置了车载制动电阻。
当列车制动时，首先采用再生制动方式，列车电机从电动机状态转换为发电机状态，将机械能转换为电能返回到牵引网系统，返回到牵引网系统的能量部分被相邻列车吸收，由于线路的行车密度等多种因素，很大部分能量不能被回馈，此时大量电能量得不到释放，将会使系统供电网电压急剧上升，为此列车上设置了制动电阻，将这部分能量通过电阻变成热能吸收，稳定系统电压。
电阻所转化的热能，车站环控专业通过隧道活塞风、车站轨顶排风和车站轨底排风，将热量排出车站外。
车载制动电阻使用虽然方便，但也有缺点：（1）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能白白消耗了，没有起到节能减排作用。
（2）列车制动电阻吸收再生制动能量转换为热能散于隧道内，虽然部分可以通过隧道活塞风排出隧道，但还有部分遗留在隧道，这部分热量使隧道温升逐步上升；（3）列车制动电阻重量大，列车运行时，不仅没有节能，还增加列车牵引能耗。
（4）制动电阻体积大，而且考虑制动电阻散热需在列车上安装通风设备，这样会使列车底部其他设备安装布局困难；（5）制动电阻发热会对车体底板形成烘烤效应，有引发火灾危险。
（6）列车采用车空气制动，增加闸瓦的损耗，加大车辆维修工作量，提高了运营成本，摩擦闸瓦产生大量金属粉尘，造成环境污染。
2 国内外现状
在国外城市轨道交通运输系统中，再生制动能量吸收技术发展历程主要有车载电阻耗能式、逆变回馈式、超级电容储能式以及飞轮储能式吸收等。
其中最先发展的车载电阻耗能式因其可靠、结构简单等优点应用最为广泛，相对较少的是能量回馈式和能量存储式的应用。
国外轨道交通研究制动能量吸收技术较早，已有成熟产品，而国内在这方面的研究刚起步，使用车载电阻耗能式较多，不能够很好的把再生制动能量充分利用起来。
图1
2.1 车载电阻耗能型吸收
在国外的城市轨道交通运输系统中，已经投入运营的再生制动能量吸收装置几乎95%以上是采用车载电阻耗能技术，国内目前大部分地铁线路车辆也是采用该技术。
该方式的优点是控制简单，制动力稳定，是比较成熟的技术。
2.2 地面式电阻耗能型吸收
对于地面式电阻耗能吸收装置的设置，国内外均有应用。
该技术主要是采用多相IGBT斩波器和电阻配合的恒压吸收原理，通过调节斩波器的导通比使再生制动时母线直流电压的变化状态，达到改变吸收功率，使直流电压稳定在一定值的范围内，使吸收电阻消耗掉再生制动能量。
系统根据对直流母线电压的变化情况来确认相关车辆正进行再生制动，并调节斩波器的吸收电流与列车的制
动回馈电流相匹配，最大限度利用列车的电制动力，减少列车空气制动的投入并降低钢轨磨耗。
利用该技术的再生能量吸收装置一般放置在地下变电所内，单独放置电阻，较易采取相关措施对电阻实施通风散热，有效的防止了火灾的发生。
减少了车辆的维修工作量，消除因车载电阻最高温度隔离不当引发的火灾隐患，提高运营安全性。
另外，采用该技术的再生能量吸收装置一般集中布置在牵引站，减小了列车自重和体量，便于列车电器布置，提高车辆载荷能力。
其缺点是不能对再生电能进行回收利用。
另外电阻放置困难，尤其是在市区线路，北京地铁10号线设置在地面以上，占地约50平方米，征地困难。
2.3 逆变回馈式
该技术主要采用IGBT等大功率电力电子器件构成三相逆变器。
将逆变器的直流侧与牵引电网直流母线直接相联，其输出连接到变电所的中压或低压母线。
当再生制动使牵引网直流电压超过定值时，逆变器投入启动并从直流母线吸流，将吸收电能逆变成工频交流电回馈至地铁供电系统交流电网中。
逆变回馈型吸收装置充分利用了城轨内部交流电网（一般为35kV，北京为10kV）的负载容量，可实现列车
再生制动电能的全吸收。
除要求逆变器具备足够功率并能保证回馈电能质量外，无其他特殊要求，其逆变技术本身已相当成熟。
但由于列车制动再生能量为冲击性负荷，而且能量较大，一般达到2MW～4MW以上，持续时间一般不超过30S，如此大的浪涌负荷将对35kV交流电网造成一定程度的冲击，目前各地供电局对此类设备的接受程度有待观察。
2.4 飞轮储能型吸收
采用的是真空环境和特殊轴类制造技术，可在相关技术文件上查到，因其使用寿命难以满足要求，维护维修不便，国内外应用实例少，不建议推广使用。
2.5 超级电容储能型吸收
电容储能型吸收技术是采用超级电容作为储能元件，设置直流双向变流器作储能和回馈的功率控制转换。
在列车制动时将能量储存在超级电容中，在列车牵引时将储存的电能回送至牵引直流电网，保持牵引直流电网的稳定。
超级电容是一种新型的储能元件，其利用电极和电解液之间形成的界面双电层电容来存储能量，其充放电不需要能量转换，直接以电势能的形式储存。
超级电容具有容量大（可达几千法拉）、充放电寿命长（可达100万次）、可承受充放电电流大（可达千安以上）、充电迅速（可在数十秒到数分钟内快速充）、大电流能量循环效率≥90%等优点。
相
比于其它储能方式，超级电容更适合于再生制动能量的存储。