回馈式再生能源吸收装置在城市轨道交通中的应用
再生制动逆变回馈装置在贵阳地铁中的运用
再生制动逆变回馈装置在贵阳地铁中的运用作者：刘卫来源：《科技创新导报》2017年第08期摘要：该文首先介绍城市轨道交通供电系统设置列车制动能量利用装置的必要性；其次重点介绍方案之一的再生制动逆变回馈装置的组成及各部分的作用、设置的保护及运行原理；最后介绍了再生制动逆变回馈装置在贵阳地铁中的运用情况。
关键词：地铁再生制动逆变回馈运用中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0040-03城市轨道交通车辆牵引电机在列车制动时类似于发电机，实现能量在不同形式之间的转换，即将列车机械能直接转化为直流供电系统电力能，该部分转化过来的电力能称之为再生制动能量。
再生制动能量的产生会不同程度地导致接触网网压抬升，严重情况下会影响列车的再生制动失效。
因此，必须采取一定的途径将该部分能量消耗掉，将接触网网压控制在规定的范围内。
若将该能量加以利用，而不是通过电阻耗能的方式消耗掉，则可在相当程度上降低运营成本，符合国家倡导的节能减排要求，并且可有效减小再生能量对电网的冲击。
但当前国内城市轨道交通对于该部分能量多采取车载电阻或变电所吸能电阻耗能的形式消耗掉，远远达不到节能减排的要求，更是使城市轨道交通线路通风散热系统载荷增加，造成大量的能源浪费，并使地铁工程的建设与运营成本增加，亦不符合当前国际国内的能源战略。
所以，对于如何充分高效利用列车的再生制动能量的研究非常有必要。
而在诸多的再生制动能量利用方案中，再生制动逆变回馈装置可以最大限度利用列车的再生制动能量，不会占用变电所内外的太大空间，亦可有效规避诸如闸瓦制动等对隧道环境的影响，故贵阳地铁选择了再生制动逆变回馈装置方案。
1 再生制动逆变回馈装置的组成贵阳地铁再生制动逆变回馈装置的一次系统构成主要包括35 kV GIS开关柜、回馈变压器、低压开关柜、变流器柜、直流开关柜、负极隔离柜共六大部分。
（如图1）1.1 回馈变压器回馈变压器采用绕组轴向双分裂干式变压器。
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。
再生制动能量吸收装置在地铁中的应用
再生制动能量吸收装置在地铁中的应用摘要：轨道交通车辆制动往往产生巨大的能量，地铁新增运营线路时一般会对这些能量进行更好的吸收利用，这也是主要节能减排措施之一。
由于地铁运输这种交通方式一直以来都是我们城市中很多市民出行的主要选择之一。
因此，对于其中的各个组成部分进行研究都是极其重要的，地铁中的再生制动能量吸收装置在地铁的运行过程中能发挥出极其重要的作用。
关键词：再生制动能量吸收；地铁；应用1 地铁中再生制动能量吸收装置的工作原理在我们国家近些年的发展过程中，地铁再生制动能量吸收装置发展的已经是越来越广受越来越多人的青睐以及关注。
而且伴随着我们时代的发展，对于地铁再生制动能量吸收装置也是越来越重视，因此我们将分析一下地铁的再生制动能量吸收装置的工作原理，因为我们只有了解了它的原理，那么才能够在使用的过程中更加顺利，并且也能够为我们的使用提供非常多的方便。
其实这一装置的原理主要就是讲求连锁作用，这个连锁主要就是指的是当一些即将要启动。
或者是正在制动的车辆或者是车辆组首先生成一些制动能量。
然后它产生的这些制动能量当自身吸收不了的时候，那么它相邻的列车或者是他自身的电设备或者是其他的电设备就可以去消化吸收，如果要是这些电设备都消化不了的时候，那么轨道机车的制动电压将会非常快的上升。
因为我们知道，列车组在行进的过程中一定要控制起制动电压，这样的话才会使其能够更好的行驶并且也能够保证行驶过程中的安全。
因此在电压上升的时候，就会有一些专业的工作人员去测控电压的上升程度，然后如果要是电压上升到一定的程度或者是列车所能供给的额度之后，那么这个时候在政治动设备就会发挥出它特有的能量，然后就开始进入了一种特定的工作状态。
然后在这个再生制动设备工作的过程中，就会把多余的电能给消耗掉，然后用这些多余消耗的电能去对车辆进行制动。
但是在其工作的过程中，为了能保证充分的利用车辆在行驶以及制动过程中所消耗的电能，都开始不断地研究制动能量回收利用模式装置，这样不仅可以一定程度上将多余的能量进行回收利用，同时也可以节省一部分的能源。
重庆轨道交通地面再生制动能量吸收装置的应用
利 用 堤 顶道 路 的长 度 将 会 缩 短 ，对 堤 顶 公路 损坏 的程 度也会 大 大减轻 。 ３ ． ３ 增 加工 程 管理 经 费投 入 ，健全 长 效养 护机 制不 断提 升管理 水平 堤防 管 理是 一项 长 期 不懈 的工作 。 安广江堤 目前管理的主要任务是保持工 程的安全完整。堤容堤貌整 洁美观从一 定程 度上 反映 了管理 水平 的高 低 。 因此 ， 对 堤 防 的养 护 要 做 到 精 细 化 管理 ，要 积 极 推行 工程 养 护 社 会 化 、 专业 化 模 式 。 在 经济 发 展 的同 时 要 逐 渐加 大 对 堤 防 养 护 经费 的投 入 ，对 堤 身 植 被 较 差 的 堤 段 逐 年安 排 经 费 补 种 草 皮 。要 量 化 细 化 管 理 人 员 职责 ，明 确 管 理 目标 ，充 分 调 动 管 理 员 工 的积 极 性 ，采 用 人 工 、机 械 割 除 与药 物 防 治 配 合 使用 的科 学 的方 法 清 理 堤 身 高 杆 杂 草 ，建 立 键 全 一 套 科 学 合 理 的堤防养护长效管理与激励机制 ，不 断提 升河道 管理 水平 。 ３ ． ４严格 水 行政 执 法 ，加大 河 道保 护 力 度 要 采 取 多 种 形 式加 大水 法 规 宣 传 ， 进 一 步 增 强 全 社会 的水 法 制 和 河 道 保 护 意识 ，让社会各界 了解河道保护的重要 性。 河道管理单位要 自觉做到依法行政 ， 强 化 涉 河 工 程 监 管 ，加 大巡 查 力 度 ，做 到 及 时 发 现 问 题 及 时处 理 。要 安 排技 术
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工 程 技 术
浅谈再生能量吸收装置在厦门地铁2号线的应用
浅谈再生能量吸收装置在厦门地铁2号线的应用摘要：随着科技的进步和社会的发展，人们在节能减排、环境保护方面意识逐渐增强，在城市轨道交通系统中，对有效利用城市轨道电动车组再生制动所产生的电能以减少城市轨道交通运营的用电量，同时改善城市轨道交通公共场所的环境是非常重要的。
在牵引供电系统中对再生制动所产生的电能进行吸收、储存和再利用越来越受到人们的重视，也具有很大的意义。
关键词：城市轨道交通；再生装置；牵引供电系统；经济效益1 应用背景通过调研发现，地铁机车制动能量可达到牵引能量的30%以上，不能被吸收的部分占制动能量的40%左右，此部分只能白白消耗掉。
这不仅会带来隧道或站区的温升问题和空气质量的恶化问题，也额外增加了环控系统的负荷，导致地铁建设投资和运营成本的增加、能量的浪费。
如何对地铁机车制动能量进行有效利用已经成为地铁建设的一个重要课题，随着对地铁节能系统的研究深入，再生能量吸收装置的应用已经越来越成熟并得到广泛应用。
2 项目概况厦门市轨道交通2号线工程线路长度为41.6km，全部为地下线，共设置车站32座。
全线设置综合维修基地一座，停车场一座，主变电所两座，控制中心与1号线共用。
供电系统外电源采用集中供电方式，110/35kV两级供电电压等级。
在芦坑站附近设芦坑主变电所；在古地石站附近设古地石主变电所。
35kV中压供电网络采用双环网方式，牵引和降压混合供电网络，共设6个供电分区。
牵引供电采用DC1500V架空接触网馈电、走行轨回流的方式，全线设16座牵引变电所。
变电所35kV母线采用单母线分段接线方式；牵引变电所直流母线采用单母线接线方式，牵引变电所设置再生电能吸收利用装置，变电所设置综合自动化系统。
地下段接触网采用刚性悬挂，地上段采用柔性悬挂。
全线设置杂散电流监测系统，接地采用综合接地系统方式。
全线设置供电运行安全生产管理系统。
考虑到单座车站400V低压动照需用负荷有限，回馈的能量并不能被本站400V系统完全利用，此外400V系统容量较小，系统电能质量的敏感性要高于35kV系统，经研究分析，厦门地铁2号线最终采用中压逆变再生电能吸收利用方案。
再生制动吸收装置在重庆轻轨中的应用
·如何确定每个吸收装置的吸收功率； ·如何确定吸收电阻功率及其散热问题； ·如何确定滤波电感器等系统参数，确定吸收装置 斩波时不对电站系统通信及信号系统产生影响等。 吸收装置正常的吸收启动过程：当线网电压回到 Ｕ。ｉ。～ｕ。。。之间时，装置控制系统首先合上充电接触器 ＫＭ２，给滤波电容充电，然后合上线路接触器ＫＭｌ，完 成吸收装置投入工作前的准备。装置根据各个传感器 检测信号，综合判断线网上是否有列车处于再生电制 动状态；一旦确认列车处于再生制动状态并需要吸收 能量时，斩波器立即投入工作，稳定牵引网电压不再上 升，确保列车充分有效地利用电制动。 机车在不同运行情况下，再生制动产生的回馈电流 也不相同，装置根据设置参数要求或测定参数要求，其 控制系统进行快速的电流跟踪和恒压控制运算。当车 辆制动级位较低（即回馈电流较小）时，经控制单元运算 后，调节斩波器导通比，使斩波器处于低开通状态；随着 机车制动级位增加，控制系统实时运算，快速调节斩波 器导通比，维持牵引网电压的相对恒定，直至牵引网电 压值低于设定的吸收电压值，然后关闭斩波器，等待下 次车辆的再生吸收。整个制动过程，可以根据牵引网电 压变化及再生功率大小，实现实时控制，吸收效果良好。 吸收装置的斩波器ＩＧＢＴ为电力电子元件，确保通
电容储能型或飞轮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 收到大容量电容器组或飞轮电机中；当供电区间内有 列车启动或加速需要取流时，该装置将所储电能释放 出去并进行再利用。这类吸收装置的电气系统主要包 括储能电容器组或飞轮电机、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。
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2024年轨道交通能量回馈装置市场规模分析
2024年轨道交通能量回馈装置市场规模分析背景介绍轨道交通能量回馈装置是一种能够通过利用列车制动产生的能量回馈到电网中的设备。
它可以有效地利用制动能量，减少能源浪费，提高轨道交通系统的能源利用效率。
随着对环境保护和可再生能源的重视，轨道交通能量回馈装置的市场需求逐渐增加。
市场规模分析1. 市场规模概述根据市场研究数据显示，近年来，全球轨道交通能量回馈装置市场规模呈现出稳步增长的趋势。
主要原因包括：•环境保护意识增强：由于气候变化和能源消耗的不可持续性，各国政府和企业开始关注环境保护和可持续发展。
轨道交通能量回馈装置可以减少能源浪费，降低污染排放，符合环保要求。
•能源安全需求：传统能源存在供应风险和价格波动等问题，因此，国家和地区对可再生能源的依赖度逐渐增加。
轨道交通能量回馈装置作为一种可再生能源利用技术，受到了广泛关注。
•政策支持：为了推动可持续交通发展，许多国家和地区出台了相关政策和激励措施，鼓励企业采用轨道交通能量回馈装置。
政策的支持为市场提供了良好的发展环境。
2. 市场细分及预测根据应用领域的不同，轨道交通能量回馈装置市场可以分为地铁、轻轨、高铁等几个细分市场。
•地铁市场：在城市轨道交通系统中，地铁是主要应用领域。
随着城市人口增加和交通拥堵问题的日益严重，地铁运输需求迅速增长，进一步推动了地铁能量回馈装置市场的规模扩大。
•轻轨市场：轻轨交通作为城市公共交通的重要组成部分，其能量回馈装置市场也在逐步扩大。
轻轨的特点是运营线路相对较短，因此能更好地利用能量回馈技术。
•高铁市场：高铁作为一种高速、高效、环保的交通方式，其能量回馈装置市场具有很大的潜力。
高速运行环境下的能量回收技术对于提高高铁系统的能源利用效率具有重要意义。
根据市场研究机构的预测，未来几年，全球轨道交通能量回馈装置市场规模有望进一步扩大。
特别是在快速城市化和可持续发展需求的背景下，市场需求将得到进一步释放。
3. 市场竞争态势目前，轨道交通能量回馈装置市场存在一些主要的竞争参与者，主要包括：•国际知名厂商：如ABB、西门子等国际知名厂商在技术研发和市场拓展方面具有一定优势，他们在全球范围内积极参与轨道交通能量回馈装置的销售和合作项目。
关于再生制动能量吸收装置在轨道交通中应用的探索
关于再生制动能量吸收装置在轨道交通中应用的探索摘要：地铁制动产生的能量是非常大的，利用再生制动能量吸收装置技术，具有重要经济效益和社会效益。
本文通过对国内外再生能量吸收方案优缺点进行分析，提出再生制动能量吸收的布点思路及发展方向。
关键词：地铁；再生制动；逆变回馈；供电系统前言地铁能够减轻城市交通运输负担，缓解城市交通阻塞皮力，方便城市居民的出行，在世界范围内的各大城市得到了广泛的应用。
地铁作为城市轨道交通不同于交流电气化铁路，运营距离短，沿线车站多，站间距离短，地铁运行时，列车需要频繁地启动和制动。
现阶段，地铁列车采用电制动和机械制动两种制动方式，其中机械制动也称为空气制动，是利用空气压缩间瓦，通过阐瓦与车辆车轮的摩擦来达到制动的目的。
机械制动虽然具有良好的制动效果，但是制动时不仅会产生较高的热量和机械粉尘，恶化了地铁隧道内部的乘车环境，而且加剧了车轮的磨损，缩短了车轮使用寿命。
电制动是利用列车牵引电机制动性质的电磁转矩来使列车减速，根据制动时回馈能量的流向，电制动可分为电阻制动和再生制动。
其中，电阻制动是一种耗能型制动方式，它将电机回馈的电能引入车载吸收电阻，以电阻发热的方式耗散于空气中，电阻制动时，列车与牵引网没有再生能量的交互。
与电阻制动相比，再生制动是一种节能型制动方式，它通过车载变流设备将再生制动能量回馈至牵引网，供给其他列车或通过电力电子设备和储能器件，变换为其他形式的能量。
列车再生制动时，向牵引网回馈能量，其大小随列车载客数量、制动初速度以及列车发车间隔不同而不同，一般而言，再生制动能量为牵引能量的３０％。
目前直流牵引变电所采用不可控的整流方式，能量只能从交流侧单向传递至直流牵引网。
列车再生制动时，如果同一供电区间内存在取流列车，一部分回馈的能量被取流列车吸收，其余的能量在牵引网不断累积，造成直流牵引网电压迅速抬升，甚至可能超过牵引网最大允许电压，危及网内电气设备的安全。
同时，牵引网电压过高，也会影响牵引网内其他列车内部换流装置的正常工作，造成再生制动无法顺利进行。
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1概述
1.1选题背景及意义
随着我国城市轨道交通建设的飞速发展，轨道交通系统能耗问题亦作为节能减耗的首要课题被广泛讨论。
据地铁运营部门统计，在运营线路中，牵引系统用电占总用电量的50%以上，降低地铁系统能耗变得日益迫切和重要。
近年来，多种技术被运用到城市轨道交通系统中，包括：车体轻量化设计、列车牵引VVVF传动方式、再生制动电能吸收装置等等。
其中，再生电能吸收设备越来越多地应用于国内多条地铁线路并达到了较好的节能效果。
1.2回馈式再生能源吸收装置的发展现状
目前，再生能源装置的主要应用形式有以下几种：①电阻型吸收装置;②电容储能型吸收装置;③飞轮型吸收装置;④回馈式再生能源吸收装置。
回馈式再生能源装置是将列车电制动时牵引电机转为发电机模式而产生的制动电能反馈给中压电网，形成能源循环利用的装置。
回馈式再生能源吸收装置以其可以直接回馈接触网(轨)或交流电网再利用，无需配置大容量储能元件，不存在电阻发热问题，技术成熟，维护维修方便的特点被逐渐推广、应用。
2回馈式再生能源吸收装置
2.1系统配置方案
回馈式再生能源吸收装置维护接触网(轨)电压，将电能回馈至中压交流电网再次利用，方案中，再生能源装置通过隔离变压器的作用将电能反馈中压电网，独立于牵引供电系统其他负荷设备，装置容量
设计不受系统影响，且可拓展性强。
2.2装置工作原理
现有地铁牵引系统多采用24脉波整流，当系统空载时，接触网(轨)压最高。
当车辆运行时，由于负荷增加，网(轨)压下降。
当线路车辆再生制动时，其动能转为电能直接回馈接触网，被同供电臂的其他车辆利用。
当回馈电能不能被完全利用时，接触网(轨)压上升，大于接触网(轨)空载电压并且达到整定值，此时，再生能源装置启动PWM 脉冲单元，回馈电能至交流中压网，并保持接触网(轨)压正常。
当车辆启动运行时，接触网(轨)压下降并且达到整定值，装置停止逆变运行，转为整流运行状态保证网(轨)压正常。
当装置检测到直流侧逆流时，闭锁PWM单元，退出运行进入待机状态。
需要注意的是，在装置逆变运行时整流机组需停止工作，以防止装置与整流机组之间形成环流。
所以，装置的逆变运行的投入定值要大于整流机组空载电压。
2.3系统的典型配置
现以广州地铁上网运行的再生能源装置配备为例。
在系统调试、检修时，隔离开关QS1配合QS2可以形成回路明显断点，保证再生能源装置及直流系统网(轨)端安全操作;断路器QF2用于线路电流保护跳闸;接触器KM6所在回路传入充电电阻，以防止在隔离变压器投入是产生励磁电流造成保护装置误动。
再生装置主单元侧，QF1用于线路电流保护;PWM为再生回馈装置主单元，完成再生制动能源的整流、逆变及保护功能实现;直流接触器KDC与熔断器F5配合，当直流。