现代有轨电车节能技术

与地铁、高铁相比，现代有轨电车有其自身的特殊性，在系统技能技术方面需要考虑如下因素：现代有轨电车在地面运行的物理环境复杂，启停等操纵比地铁更随机灵活，对智能操控的要求更高；无接触网方式的现代有轨电车采用了诸如超级电容器、锂电池等新型车载储能系统，应充分挖掘储能系统的能量在时间和空间上的优化。除此以外，应充分考虑全寿命周期内的总体节能措施，在现代有轨电车设计、运营和维护等全寿命周期环节内实现节能。图5-5所示为现代有轨电车全寿命周期下的节能技术体系建议。图5-6所示为现代有轨电车能量综合管理系统的构成，从中可以找到能量综合管理的研究方向。

1.车辆能量流监测控制技术

开发涉及车辆运行线路环境、车内环境、牵引与制动再生能量、余热能量、辅助供电系统能量、储能系统能量的复杂系统能量综合管理平台。开展能量综合监测与评估技术、能量流优化策略研究，基于综合管理平台及其所形成的大数据系统，输出智能化的节能行为、优化的节能控制策略，输出车辆能量流在时间、空间维度的综合评估报告，促进能量在时间维度和空间维度上的综合管控与优化。

2.列车群的智能化牵引节能操控技术及系统开发

在单车智能节能司控研究开发的基础上，基于车-车通信，实现车-车行为的感知，实现群列车之间的协调操控和辅助驾驶。实现再生与牵引的优化配合，避免同时牵引、同时再生等，研制基于列车群的智能操控辅助系统，并实现与车辆能量流监测与控制综合管理平台的接入与集成，预计实现节能10%。

3.辅助供电系统能量优化关键技术与系统开发

（1）基于运行环境自感知的辅助供电系统节能控制技术 基于照度、湿度、温度、客流和流场特性等数据实现对辅助供电系统机电设备的综合优化控制。重点开展基于运行环境的空调系统节能运行控制策略，实现与车辆能量流监测与控制综合管理平台的接入与集成。

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图5-5 现代有轨电车全寿命周期下的节能技术体系建议

（2）余热能回收再利用技术 分析空调系统排风余热特性，通过与新风的全热交换，实现排风的余热回收，形成余热再利用的空调环控技术方案。

4.基于储能系统的再生制动能量利用关键技术研究

地面、车载再生能量利用系统在轨道交通系统的应用给系统特性带来了显著变化。拟以再生能量的优化利用为核心目标，基于地面牵引所、地面逆变回馈系统、车载再生储能系统和车载制动电阻的各自特性，研究车辆牵引与供电系统设计技术。研究地面牵引变电所、地面再生能量逆变回馈系统和车载再生储能系统的容量匹配方法，研究减少或取消车载制动电阻的可行性，研究地面牵引变电所、地面再生能量逆变回馈系统和车载再生储能系统的协调控制策略，研究实现列车制动能量与牵引启动能量的自平衡和再生能量的高效率利用，降低牵引与制动冲击能量对车-地供电系统的容量要求，实现系统级的再生能量与牵引能量的高效优化利用。

图5-6 现代有轨电车能量综合管理系统的构成