地铁再生制动能量逆变回馈装置应用与节能分析

地铁再生制动能量逆变回馈装置应用与节能分析

陈文师

广州地铁集团有限公司广东广州510145

摘要：城市轨道交通制动能量利用率较低，基本由电阻转变成热能消耗掉，再生制动能量逆变回馈装置可应用于地铁供电系统，实现再生制动能量的回馈利用，达到节能效果的同时，也可以有效将直流电压稳定在一个相对合适的数值。本文通过研究一条地铁线路上的再生制动能量逆变回馈装置的应用与现场运行的实际数据，量化分析和验证再生制动能量逆变回馈装置的节能效果。

关键词：地铁；再生制动能量逆变回馈装置；应用；节能

1地铁再生制动能量逆变回馈装置

地铁再生制动能量逆变回馈装置由变流变压器柜、变流器柜和隔离开关柜等组成，隔离开关柜用来实现回馈装置与直流牵引网的的电气隔离，保证设备维护的安全、变流器柜实现制动能量的DC/AC变换，是整套装置的核心。在待机状态下，地铁再生制动能量回馈并网变流器将实时检测直流母线电压，根据采样参数的情况采取相应动作。车辆制动时，再生电能将导致直流母线的电压泵升，当电压的变化超过一定数值时地铁再生制动能量回馈并网变流器将自动启动运行，通过地铁再生制动能量回馈并网变流器将制动能量回馈至电网，从而将电压稳定在一个相对合适的数值，实现列车再生电能的二次利用，达到节能的目的。

某条地铁线路，线路长约20km，共设10座车站，平均站间距2km。供电系统采用110kV/33kV两级集中供电方式，共设有12个变电所，其中8个为牵引降压混合变电所。该地铁线路设有四套再生制动能量逆变回馈装置，平均分布于线路上，采用中压接入方案，单独设置变压器并入变电所33kV母线，如图1所示。

图1地铁再生制动能量逆变回馈装置应用

2列车回馈功能试验

为验证再生制动能量逆变回馈装置在该地铁线路的运行情况，在某日运营期间，进行了列车回馈功能，测试数据如表1所示。测试时，直流母线电压上升至能馈装置回馈电压阀值时，能馈装置能够及时退出待机状态进行回馈运行，变流器的运行能够保持直流母线电压保持稳定，回馈功率随地铁制动时产生能量的变化而变化，运行情况良好。

表1列车回馈功能试验数据

3节能分析

为分析再生制动能量逆变回馈装置在该地铁线路的节能情况，统计了1月1日至31日期间的电量数据，如表2所示，包括再生制动能量逆变回馈装置回馈至33kV母线的电量，每日全线牵引用电量。

表2电量数据（kW•h）

由统计的电量数据可知，该地铁线路再生制动能量逆变回馈装置在1月1日至31日共计31天内，平均日回馈电量为3675kW•h，回馈电量占牵引电量最高可达11.48%，平均占比6.73%。通过上述数据可得，再生制动能量逆变回馈装置在该地铁线路的应用节能效果良好，有一定经济效益。

4结论

在地铁线路安装再生制动能量逆变回馈装置可以解决制动能量利用率较低的问题，实现了电能的回收再利用，通过现场回馈试验及实际电量数据分析，本文验证了再生制动能量逆变回馈装置在地铁线路上应用的实用性和有效性。

参考文献：

[1]张秋瑞，毕大强，葛宝明.地铁再生制动能量逆变回馈电网装置的研究[J].电力电子技术，2012，46（09）：61-63+93.

作者简介：陈文师（1990—），男，广东广州人，城市轨道交通供电助理工程师，主要从事广州地铁供电技术工作。