现代有轨电车的单位能耗与大运量的地铁系统较为接近,而采用橡胶轮胎行走的常规公交车辆单位能耗是现代有轨电车的三倍多,BRT是现代有轨电车的两倍多。纯电动车由于采用电能驱动,因此能耗也比较低。
现代有轨电车是城市公共交通业重要的用能大户之一,现代有轨电车的能耗主要有车辆牵引制动、车站动力照明和车辆基地检修设备运行等,这些能耗主要为电力消耗。
在电力消耗中,车辆运行能耗占项目总能耗的50%~70%,车辆牵引系统中的辅助系统能耗约占牵引系统能耗的30%~40%;车辆机修、车辆基地等建筑工程能耗约占项目总能耗的30%~50%。因此,节能的重点是合理的车辆运行及调度。
1.线路专业
进行线路平面设计时,应尽可能采用较大的曲线半径,避免过多的小半径曲线。根据国内外轨道交通运营的有关资料,列车在地面线或高架线上运行与列车在隧道内运行相比,可以减少隧道阻力,从而节省牵引用电8%~12%;其次,采用地面运行,还可减少通风设备、排水设备和内照明设备的用电。因此,应进行线路平面优化线形设计:线路平面设计应尽可能采用较大的曲线半径,避免因为小半径曲线限速引起的列车制动、起动而造成耗电量增加。
2.车辆
钢轮钢轨100%低地板现代有轨电车采用钢制轮轨接触的方式,其滚动摩擦因数约为0.001,钢轮钢轨现代有轨电车与橡胶轮胎车辆相比,减少了车辆克服摩擦力所需要的能量,在能耗方面体现了较大的优势。
车辆采用灵活的编组形式,根据客流情况可以改变车辆编组,调整运能以适应客流,避免造成运能浪费。
3.行车组织和运营
根据工程的功能定位和客流特征,并考虑到乘客出行的舒适度,初、近、远期采用6人/m2站立标准。
行车交路满足各预测期单向高峰小时最大断面客流量的运能需求。
4.供电系统
供电系统由供电方案、牵引/降压混合变电所(站)、牵引网(包括直流馈线、接触网、导轨和回流电缆)、动力照明供电系统、电力监控系统(SCADA)及杂散电流防护系统等组成。
钢轮钢轨100%低地板现代有轨电车系统采用架空接触网牵引供电系统供电(DC750V),回流采用钢轨。供电系统推荐采用10kV半集中式供电方式,单环网接线型式;正线变电所采用单母线接线方式,设置一套牵引整流机组与一台变电所用配电变压器;牵引网采用直流750V接触网供电系统;正线牵引变电所推荐采用箱式牵引变电所,车辆段推荐采用土建式牵引变电所。电力监控系统采用单监控单元方案,供电车间由车辆段工艺统一设置。
(1)供电方案 外部电源供电方式可分为集中供电、分散供电和半集中供电方案。在供电网络条件较为完备的情形下,半集中供电方式整体技术经济指标优于集中式供电方式和分散供电方式,而且半集中供电方案也可以弥补分散供电的不足,在满足供电负荷需求的同时,较好地发挥了分散供电方式的负荷力矩特点,并且便于与工程进度工期匹配。
当供电系统因外部因素(外电源失压、进线电缆故障等)导致某一开闭所进线电源退出运行时,该开闭所外电源进线失电,该路进线开关失压跳闸,供电分区应急联络开关合闸,由相邻开闭所进线电源承担本供电范围内的供电负荷(非高峰小时)。
(2)牵引变电所 牵引供电系统正常运行为双边供电,不应出现单边供电;故障运行时,在条件具备的情况下应优先双边供电或大双边供电,避免单边供电,减少牵引系统损耗。车辆段、停车场采用单边供电方式。因此,应合理设置牵引变电所。
(3)牵引系统 牵引系统上下行走行轨设置均流线,降低牵引系统阻抗,减小牵引系统损耗。
(4)输配电系统 应使降压变电所靠近负荷中心,尽量减小配电电缆长度:合理确定电缆截面,减小低压配电系统的线路损耗。合理确定配电变压器容量,使变压器高效运行。
(5)电缆敷设 合理确定电缆敷设路径,避免电源出现返送电而加大配电电缆的长度。
(6)照明控制 根据功能分区和使用要求的不同,照明控制应集中控制、分散控制和自动控制相结合,根据需要开启与关断部分照明灯具,为节约用电创造条件。
(7)无功补偿装置 对于荧光灯等功率因数较低的设备采取无功就地补偿方式,并在降压变电所采用集中无功补偿装置,使功率因数不小于0.9,降低线路损耗。
(8)设备选型 选用高效节能灯具;选用低损耗牵引变压器和配电变压器;建议采用变频节能等机电设备。
(9)电力监控 工程实施电力监控系统(SCADA),可对沿线供电设施实行远距离监视、控制和测量,在变电所实行无人值守。
电力监控系统实时采集和显示变电所电流、电压、功率数值和趋势图,统计变压器过负荷情况和出现时间,统计各种电压的最大、最小值和出现时间,根据得到的测量数据编制日报、月报、年报等。
5.建筑
(1)总体规划方面的措施
1)良好的朝向:建筑主体以南北向布置为主,小部分东西向布置采取遮阳、导风措施。
2)良好的自然通风:主立面和开口迎向夏季主导风向,避开冬季主导风向,自然通风顺畅。
3)立体绿化系统:采用地面绿化、空中绿化及屋顶花园立体绿化系统,提高绿地率和绿化率,可起到遮阳、降温、导风的作用,对节能有利。
(2)单体设计的措施
1)采用简单规整的体形,尽量缩小体形系数。(www.xing528.com)
2)设计合适的窗墙比。
3)采用活动(或固定)遮阳。在西向采用活动(或固定)遮阳,阻挡太阳辐射,降低夏季空调能耗。
4)围护结构采取保温隔热措施,其热工性能符合节能标准要求。
(3)采用的围护结构保温隔热措施及热工性能指标满足GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》的规定要求。
(4)车辆段厂房 采用屋顶自然通风器,利用风压、热压进行室内通风换气。
6.给水排水系统
2)最大限度地利用市政自来水供水压力,生产、生活用水由市政自来水直接供水。给水系统中的设备、管材及管道接口,选用行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备,以提高供水的安全可靠性,降低能耗和水损;优化系统方案,以常规保温为基础,尽量减少使用电保温;尽量选用国家推荐的节水型卫生器具,以有助于节能。
3)所有水泵均采用高效泵,按高效工作区进行选型;严格控制富余水头值,选择低阻力的系统组件(如管道、阀门、水处理器及过滤器等),降低系统的扬程,实现系统节能。
4)车辆段最大限度地利用市政自来水供水压力,给水加压采用变频供水设备或无负压供水设备。
5)车辆基地的屋面雨水通过初期雨水弃流和调蓄处理后回用,作为绿化灌溉和道路冲洗用水,节约水资源。
6)车辆基地食堂和浴室的热水系统采用太阳能辅助电加热系统,尽可能地利用太阳能。
7.暖通
车辆段检修库、停车库、洗车库等厂房主要采用自然通风,局部区域采用机械通风措施;办公楼等设备用房、管理用房均采用分体空调系统,根据房间使用要求,灵活控制空调设备起停,设备参数应满足国家相关节能要求。
8.节约能源管理措施
(1)管理机构
1)应根据GB/T 23331—2012《能源管理体系 要求》建立企业能源管理体系。
2)安排专人负责企业能源计量工作,并应持证上岗。
3)能源管理工作应满足法律法规、标准及其他要求,实现相互协调、相互促进,有效地降低能源消耗、提高能源利用效率。
4)企业应利用过程方法对其活动、产品和服务中的能源因素进行识别、评价和控制,实现对能源管理全过程的控制和持续改进。
5)企业应为应用先进有效的节能技术和方法、挖掘和利用最佳的节能实践与经验搭建良好平台。
6)企业应提高能源管理的有效性,并改进其整体绩效。
7)企业应使相关方确信其已经建立了适宜的能源管理体系。
(2)能源统计、检测及计量仪表配置
1)各个单体建筑和主要设备回路上装设电能表,可动态计量电能消耗量,符合GB 17167—2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求。
2)对电力功率≥100kW的主要用能设备加装电能表,配置率要达到95%以上。
3)对电力功率≥10kW的主要次级用能设备加装电能表,配置率要达到95%。
4)对水耗≥1t/h的主要用能设备加装水流量表,配置率要达到95%以上。
5)对年水耗≥5000t的主要次级用能设备加装水流量表,配置率要达到100%。
6)各项计量用表的准确度均应满足规范要求。
企业应设专人负责能源计量器具的配置、使用、检定(校准)、维修及报废。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。