1、轨道交通能量回馈装置行业发展概况
目前城市轨道交通车辆的制动模式基本采用电气制动为主,摩擦制动为辅。电力牵引系统在电制动时使牵引电机由电动机状态转变为发电机状态,将列车的动能转化为电能回馈到直流牵引电网中,既回收了部分动能,又减少了摩擦制动的损耗,而且减少了维护时间、节省了维护费用。而地铁在运行过程中,由于站间距离较短,列车启动、制动频繁,可回收的再生制动能量非常大。
轨道交通能量回馈技术近年来不断发展,取得了长足的进步。国内外现行的能量回馈装置主要有以下四种方案:电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能型和逆变回馈型。四种能量回馈技术的概况及优缺点如下:
能量回馈装置主要有以下四种方案对比概况
逆变回馈型是通过采用电力电子器件构成三相逆变器,将未被相邻列车吸收的再生制动能量逆变至中压侧或者高压侧供电网的其余负载使用。逆变器交流侧与交流电网相连,直流侧与牵引网相连,逆变装置可以通过晶闸管、IGBT 等大功率器件实现。此方式可以减小或避免制动电阻投入工作,减小或解决制动电阻带来的温度升高问题,且再生能量可以得到较高的利用,是一种较为经济和环保的方式。但缺点是控制较为复杂,对系统有一定的谐波影响,因此可以搭配 SVG一起使用。相比其他类型能量回馈装置,逆变回馈型具有较好的节能效果,是目前市场的发展方向。
2、轨道交通能量回馈行业新技术发展
随着我国城市轨道交通建设的迅速发展、科技的进步和社会环保节能意识的增强,通过将轨道交通能量回馈装置应用到城市轨道交通线路中,可以提高线路中再生制动能量的利用效率,降低城市轨道交通的运营成本,同时符合减少大气污染的城市轨道交通工程设计理念。在国内外城市轨道交通建设及运营过程中,能量回馈装置越来越被重视。同时,将直流牵引供电网电压限制在允许的范围内,是列车再生制动得以顺利实施的关键,也是列车安全运行的保障,并能同时实现列车制动能量的循环利用。这不仅对城市轨道交通可持续发展具有重要的意义,而且对建设环境友好型社会起到积*作用。近三年来,新建地铁项目配备轨道交通能量回馈装置的需求大幅增加,促使本行业技术不断发展,主要体现在产品稳定性不断提升;其次是在采用同等规格功率模块的情况下,能够实现更好的控制效果。
3、轨道交通能量回馈行业未来发展趋势
基于中国招标采购导航网、各地区公共资源交易中心公布的招标信息,2019年中国轨道交通能量回馈装置的市场招标规模为 180 套。随着我国轨道交通项目建设的不断进行,轨道交通能量回馈装置市场规模将保持稳定增长。
中国轨道交通市场空间广阔,未来几年将进入快速增长阶段。按照各城市城轨、地铁发展规划,2050 年将建成11,700 公里,占世界总里程一半以上。大量的城市轨道交通建设项目为轨道交通能量回馈装置的需求提供了坚实支撑。