车站辅助能源设备技术方案.doc

车站辅助能源设备 设计方案 北京先行电气股份有限公司 地址：北京市西城区月坛南街32号银岛商务楼450室 电话：010-6858 4323 公司网址：/ 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 前 言 3 1. 城市轨道交通能耗基本现状 3 2. 城市轨道交通节能前景 4 3. 城市轨道交通能耗分布 4 4. 车站辅助能源设备的概述 5 5. 车站辅助能源设备的优势 5 6. 关于磷酸铁锂电池的和其他大型储能电池的优劣对比 6 7. 车站辅助能源设备功能 7 7.1 逆变回馈功能 8 7.2 稳压控制功能 9 8. 车站辅助能源设备经济效益初步估算 9 9. 结语 9 前 言 城市轨道交通作为一种现代化的交通运输工具具有快捷、安全、舒适、准点、运量大的特点，为缓解城市地面交通拥挤、分担市内交通客流、促进城市交通与经济和环境的协调发展发挥积极作用。 轨道交通系统是耗电量巨大、运行成本很高的行业，如何建设节能的轨道交通系统成为轨道交通系统规划设计与建设管理中的一个重要研究课题，也是行业发展的方向和追求的目标。 城市轨道交通能耗基本现状 为做到“安全、舒适、快捷、准点”，轨道交通体现“以人为本”的思想。在系统中配备了大量满足运营要求和满足旅客舒适性要求的设备。这些设备部分是轨道交通系统必不可少的（如车辆、供电、信号、通信等），部分是为了方便旅客，以为乘客更好服务为目的（如电扶梯、空调、照明等）。这些设备往往能耗较大（特别是空调系统）。在设计过程中必须考虑如何尽量减少能耗，在满足运营需要的基础上，合理地确定服务水平，将节能贯彻在设计工作中，以及在设计工作中确定与节能有关的技术原则，对设备运营模式提出合理的运营方案，对今后运营节能意义重大。 运营着市内14条地铁线路的北京地铁运营公司，从2007年至2013年的基本运营成本（不含折旧）为215.8亿元，同期票务收入仅为128.76亿元，七年缺口约为87亿元。在这七年中，政府财政共补贴北京地铁运营公司221亿元，除对运营成本的补贴之外，其中还包括约134亿元的更新改造补贴。2013年，北京市公共财政补贴北京地铁公司基本运营亏损26亿元，与其2013年的基本运营收支缺口大体相当。 目前北京地铁的电费大概每年达到40亿-50亿元。而电费占地铁日常运营维护费用的一半，每年地铁维护大概需要100亿元左右。其中，每年光地铁灯泡的更换费用就要几千万元。地铁运营费的三大头包括电费、设备运维、工资，其他项目还包括售检票、信号、消防、通讯、防暴等。 城市轨道交通节能前景 节能是国家政策导向。《中华人民共和国节约能源法》、《重点用能单位节能管理办法》、《中华人民共和国环境保护法》相继推出,《节约用电管理办法》和《关于推进电力需求侧管理工作的指导意见》，《政府机构节能行动倡议》等专项政策法规的颁布，及建立的全国性节能宣传活动制度（每年11月组织全国“节能月”活动）、推行合同能源管理（一种全新的节能服务机制），以及每年政府在节能推广上的投资举措都已表明：节能对于政府来说是势在必行，这无疑为节能产业的发展创造了一个不可多得的宏观需求和有利的政策环境。 城市轨道交通能耗分布 轨道交通能耗一般可分为2个部分，即车辆所消耗的牵引电能（包括正线旅客列车运营消耗的电能和车辆段旅客列车出/入库消耗的电能、列车试车和试验所消耗的电能）和动力照明设备所消耗的电能（包括为保证满足旅客列车安全可靠运营要求的设备、为旅客提供良好乘车环境的设备和保证车站正常运转的设备、车站的商业区动力照明设备等）。 轨道交通能耗主要分布在牵引系统（列车牵引及照明等）、机电设备（通风空调、车站照明、扶梯设备、给排水及消防等）、弱电系统（通信、信号及FAS、BAS及AFC等）及其他方面。轨道交通能耗分布见下图1。 图1 轨道交通能耗分布示意图 车站辅助能源设备的概述 车站辅助能源设备的主要功能是在列车制动时将能量存储于电池储能系统中，列车启动时将能量从储能系统中释放到电网中，同时具有削峰平谷的作用，并且可用于其他负载的部分用电，应急电源等。电池储能系统主要是通过储能变流器将储存电源接入既有电网，在电网故障或者电网停电时，向设备和站内负载提供不间断供电。车站辅助电源设备解决方案示意图如图2所示 图2 车站辅助电源设备解决方案示意图 为了实现对蓄电池储能系统与外部输入电源独立充放电控制，同时避免电源之间产生环流，储能变流器采用AC/DC交直变流器+DC/DC直直变流器两级结构设计，AC/DC交直变流器是交/直流侧可控的四象限运行的变流装置，实现对电能的交直流双向转换，完成对蓄电池充放电控制、并网运行和为车站和站内的负载提供能量；DC/DC直直变流器位于外部输入电源