基于光伏绿电和能源综合监控的城市轨道交通低碳技术创新与工程应用.pdfVIP

技术成果篇

技术3：基于光伏绿电和能源综合监控的城市轨道交通低碳

技术创新与工程应用

3.1技术提供方

天津轨道交通运营集团有限公司（以下简称“运营集团”）成立于2018年12月，为天津

轨道交通集团有限公司的全资子公司，是以经营天津城市轨道交通线网为主业，集客运服务、

行车调度、车辆养护、电力保障、通信信号、机电维管、研发创新、科技咨询、文化传播、

项目结建、新线筹备等业务于一体的国有企业。运营集团目前主要负责地铁5、6、9、10

号线和天津站交通枢纽、天津西站交通枢纽的运营管理工作。运营的4条地铁线路共设地铁

车站109座，总运营里程151.4公里，基本形成覆盖天津中心城区主要居住区、商业区和交

通枢纽，联通滨海新区的网络化运营格局。

3.2技术成果简介

3.2.1技术成果名称和领域

本项目为基于光伏绿电和能源综合监控的城市轨道交通低碳技术创新与工程应用，项目

以分布式光伏技术、空气源热泵技术及能源综合管理平台为依托，在能源绿色低碳转型领域

深入研究区域性能源消费绿色化及能源管理智慧化，项目起到良好示范效应。

3.2.2技术成果来源

中国城市轨道交通系统的每年的用电量已达150亿度，约占全国总用电量的3‰，随着

行业的发展及客流量的增长，水、燃气等能源的消耗也在与日俱增，能源费用已经占据轨道

交通运营成本的20%以上，已达相当规模；天津轨道交通运营集团有限公司负责天津地铁5、

6、9、10号线运营维护与管理工作，2022年用电量约3.19亿度，相当于3.92万吨标煤。

在推动绿色低碳轨道交通发展的方针政策下，运营集团将6号线作为深入研究设备设施

节能的试点，通过开展光伏系统建设、供暖系统改造和搭建能源综合管理平台等多项优化设

计及改造，在节能低碳、降本增效方面取得显著成果，6号线大毕庄车辆基地基本达成近零

碳车辆基地的效果。

3.3技术内容

3.3.1技术原理及工艺流程

（1）分布式光伏技术

运营集团通过利用6号线大毕庄车辆基地上盖空闲区域搭建光伏发电系统，采用单晶

440W功率光伏组件进行发电，所发直流电经过光伏逆变器转化为交流0.4kV，进汇流箱汇

流后传输至并网柜，并网柜与地铁供电系统相连，并网点电压位0.4kV，将清洁能源接入地

铁供电系统，实现绿色能源的使用，减少碳排放。

结合基地上盖空闲区域的条件，经过技术讨论和探索，运营集团创立“光伏+”模式，建

立光伏发电多元布局；通过对光伏发电量以及储能系统充放电进行模拟分析，以及建模仿真

光伏并网发电效能，形成大毕庄车辆基地5.83MWp分布式光伏发电项目建设方案。建成的

19

——

2023年度

光伏系统采用自发自用、余电上网模式，由车辆段、车站的负载设备就近消纳。

（2）空气源热泵技术

大毕庄车辆基地2021年底完成供暖系统热源提升改造工程，以契合国家能源利用新标

准为指导方向，将风险控制难度较大、环保指数低、供热成本高的燃油锅炉替换为绿色、减

碳、经济的空气源热泵作为热源，实现节能减排的目标。

（3）能源综合管理平台

运营集团统筹建设6号线能源管理系统，通过安装统一的能耗监测仪表，采集线路各用

电、用水、燃气等能耗的精准数据，并通过搭建有效的数据传输网络，结合现有的综合监控

系统，将现场的能耗数据进行汇总并完成各离散数据的统一分析。呈现分类、分项、分区域

能耗数据展示，实现用能排序及能耗同比、环比等对比功能。通过数据统计结果及单位能耗

成本，呈现分类能耗总量及成本费用、分项能耗组成及所占比重、主要用能区域或设备的能

耗对比图表，同比以及环比的增减幅度、关键能耗指标的统计结果等组件的综合能耗评估报

告。辅助诊断能源系统运行过程中的潜在问题和用能规律，并对监测对象关键运行参数、耗

能量、能耗指标等超标进行预警和报警，辅助管理人员开展用能决策。

3.3.2技术成果适用性分析

6号线大毕庄车辆基地分布式光伏项目并网规模为5.83MW，为北方地铁行业内规模最

大的分布式光伏发电项目。标志着天津轨道交通在绿色清洁能源供应方面首次取得