城市轨道交通制动能量回收技术.ppt
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1、环境工程王亚晨201522151976城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆制动能量回收技术制动能量回收技术1主要内容城市轨道交通制动过程再生制动和电阻制动能量计算再生制动能量回收技术电阻制动小结23城市轨道交通城市轨道交通在网路上城市轨道交通词典中城市轨道交通的释义为:城市公共交通的重要组成部分。泛指城市中再不同形式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具,是当代城市中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道交通的总称。在中国国家标准城市公共交通常用名词术语中,将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力,采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通的总称。”4城市轨道交通城市轨道交通具有运输量大、行车速
2、度快、舒适性好等优点,加之城市轨道交通车辆采用电能驱动,直接污染排放小,因此成为大都市优先选择的城市交通工具。中国目前已在北京、上海、天津、广州、深圳、大连、南京等城市进行商业化运行,并且有越来越多的城市拟采用城市轨道交通作为提升城市运输能力的有效措施。但是,轨道交通是一种大运量、高密度的交通工具,其车辆依靠电力牵引运行,耗能巨大。据国外统计数据显示,虽然列车启动会消耗大量电能,但反生制动却会回馈46%电能。如对这部分能量进行回收再利用,既可减少大量能耗,又可减轻电网负担,具有重大意义。5列车制动过程列车制动再生制动电阻制动机械制动列车停止列车停止从接触网受电,电动机改为发电机工况,将列车运行
3、的动能转换为电能,产生制动力,使列车减速接触网电压在1 1.2 U,再生电能必须要由一定距离内的其他列车吸收,实施再生制动当列车速度小于8km/h 时,利用压缩空气作为动力源,实施机械制动触网电压过压、欠压或一定距离内无其他车辆,牵引控制单元(TCU)切断向接触网反馈的电能,再生制动不能实现,此时列车会自动切断反馈电,实施电阻制动以上海轨道交通2 号线为例,接触网额定电压为1 500 V,车辆最大运行速度为80 km/h,实际运行过程中制动初速度约为70 km/h6再生制动和电阻制动能量计算根据中国目前一些城市轨道交通车辆的统计数据,车辆平均约每2 min 制动一次,如果车辆每天的运行时间平均
4、为16 h,则每天制动次数为480 次,全年运行天数按照340 天计算,每年制动次数为163 200 次。表1,2,3为车辆轻载(AW1)、满载(AW2)和超载(AW3)3 种工况下电制动能量的计算结果。占电制动约40%,若的80%回收,按工业用电每度为1.2 元7再生制动和电阻制动能量计算如果按照目前现代化燃煤电厂的供电效率40%计算,1 kg 标准煤完全燃烧可产生2.93 107 J(即7 000 kCal)热量,一年可节约的标准煤量和相应减少CO2 的排放量见表38再生制动能量回收技术器件储能型器件储能型:器件储能型在使用电阻耗能型装置作为备用系统的同时,主要采用双向DC/DC 变换器将
5、车辆的再生制动能量吸收到储能器件中,当供电区间出现用电需求时,再将储存的能量释放出去。蓄电池储能飞轮储能电容储能9整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入电流,而副方通过整流原件后输出直流。馈电线路:电源端向负载设备供电的输电线路。通常,通过判断馈电是否异常(abnormal feed),来实行对该电路的安全监控。输入滤波器是“变频器输入端专用型滤波器”的简称。输入滤波器主要用于对电磁环境要求较高的场合,防止变频器工作时,变频器输入端对电网和其它设备产生的干扰。10IGBT具有电压驱动、驱动功率小、开关速度快、饱和压降低、且便于实现高电压、大电流、安全工作区宽等优点,是近年来
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