刍议轨道交通机车再生制动能量的回收利用

刍议轨道交通机车再生制动能量的回收利用

董飞 王涛 许腾 董鹏

中车大连机车车辆有限公司 辽宁 大连 116021

摘要：轨道交通是我国交通系统中不可缺少的重要内容，对整个经济技术的应用和发展起着至关重要的作用。正因如此，本文就轨道交通机车再生制动能量的回收利用加以分析，通过合理的手段来进行不同能量回收方式的对比，以此来确保后续工作能够得到有效开展。

关键词：轨道交通机车；再生制动能量；回收利用

当前，我国国民经济发展正迎来全新阶段，随着城市现代化建设的不断推广，人口流动率也随之提升，在这一过程中，城市交通系统所要承担的压力也会发生大幅度地改变，比如说出现交通运输能力不足、能源损耗过于严重、对周边环境造成污染等情况，从而导致整个城市的经济建设与发展无法得到有效保障。正因如此，相关部门在进行交通机车的管理过程中，应当对其进行再生制动能力的回收与利用，以此来确保城市的运行质量能够得到有效保障与提升。

一、轨道交通机车再生制动能量的回收利用现状

通常情况下，与轨道交通集成再生智能能量有关的回收模式，往往可以分为四种，分别为逆变回馈模式、电容和电池储能模式、电阻消耗模式以及飞轮储能模式，它们的存在都能够满足当前我国轨道交通车辆的能量收回需求，以此来确保最终的制动能量能够达到预期标准。就目前来看，我国最常用的方法便是电阻消耗模式，与其他技术相比，这种技术更为成熟，同时也更简单，在可靠性方面也能够得到有效保障，其工作原理就是利用制动电阻的存在来完成相应的能量吸收工作。当然，这种能量也存在一定程度的问题，比如说回收工作存在不合理性，很容易会出现电能浪费的情况，无法得到有效应用与推广^[1]。

二、机车制动能量回收方式对比分析

（一）电阻消耗型

电阻消耗型回收方式可以说是当前我国在开展车辆管理过程中，较为常见的一种方法，该方法本身的应用范围相对广泛，能够满足正常状态下的车辆运营管理需求，以此来确保能量损耗处于可接受范围内。

在进行电阻消耗能量回收的过程中，往往会将相关装置进行母线的安装，将其安装在用来完成牵引变动的母线结构上，这样当车辆在运行过程中，所产生的能量比例能够得到有效地应用，并对整个车辆设备开展全方位的吸收工作。在这一过程中，负责吸收工作的电阻会与电路进行有效连接，以此来确保车辆所产生的多余制动能量能够得到有效吸收。由此可见，通过对吸收设备的应用，能够对整个机车的实际电压进行有效控制，通过检测网络的参数变化来进行相关内容的调整，分析不同状态的影响，以此来对能源吸收模式进行相应的调整，确保车辆行驶过程中自身的电压能够趋于稳定性。

（二）电容和电池储能型

与其他结构相比，电容和电池储能型回收装置的应用方面具有一定的优势，在满足我国可持续发展战略的同时，还能够通过对电力能源的循环利用来提高我国国民的生活工作质量。

在进行该能量回收的过程中，通常情况会将电容设备、电池储能设备与供电系统进行连接，这里所提到的储能设备在容量上要达到预期标准，这样在进行能量回收的过程中也能够有效实现相应的目的。与其他技术相比，电容和电池储能型能量回收质量不但能够有效提高整个电容的总量，同时还能够实现迅速放电的目的，应用周期相对较长，在维护工作的需求方面也相对较小。但是，该技术同样有它的缺点，比如说回收速度会受到容器内阻值的影响，容量越大，速度越快，容量越小，速度越慢，倘若装置所接入的牵引电压低于标准数值，便会导致后续的工作无法顺利开展^[2]。

（三）逆变回馈型

逆变回馈型技术在我国能量回收系统中有着极为重要的作用，是新时代下车辆制动管理中不可缺少的重要方法，对于回收能量有着极高的普遍性与有效性。

该技术主要是利用传感器来对牵引网中所涉及的电压进行实时监测，并根据逆变装置所设立的阈值来完成相应的对比工作，从而来实现对整个车辆的运行状态的有效捕捉。在进行应用的过程中，倘若逆变器的存在还处于工作状态，则意味着牵引网的电压数值要比额定数值高，这一阶段的地铁列车在进行制动的过程中，供电网会接收到交流电的存在。就目前来看，有关逆变回馈技术的应用方法一般有两种，一种是当交流电网处于高压状态时会实现逆变回馈，第二种则是当低压交流电网处于400V时，也会出现逆变回馈的情况，通常情况下，这种技术应用会放在照明系统或者系统之中。

三、逆变装置设置方式完全替代

（一）部分替代

将12脉波二极管进行整个机组的替代应用，通过对能量供电装置来完成相关工作，该装置能够满足能量回馈需求，并且提供牵引需求，以此来确保整个工作能够顺利开展^[3]。从优势上来看，这种替代方式并不需要任何外界设备的存在，在进行安装的过程中所需要的空间也相对较小，加上二极管本身所具备的低成本、双向流动的特性，能够有效满足人们对其可靠性的需求，同时还能够根据实际情况开展相应的控制工作，整体投资内容相对较小。但是，该模式很难实现车辆的全情况能量吸收需求，当处于特殊状态下替换的设备便无法完成相应的工作。

（二）独立新增

顾名思义，独立新增所指的是，在不改变传统逆变装置的情况下，选用全新的供电装置进行使用。在优势方面，该方式能够有效提高整个供电系统的整体容量，同时还能够满足制动能量的能量回馈需求，对于原本的供电系统而言也不会产生任何较为负面的影响，在可靠性以及难度上都能够得到有效保障。当然，这种方法对于成本的需求相对较高，相关人员或者企业在进行投资的过程中需要进行大量的资金支撑。

结论

综上所述，城市轨道交通对于我国城市建设发展有着极为重要的作用，为了避免因能量的多余利用而导致最终运行质量受到影响，需要根据实际情况进行再生制动能量的回收利用，以此来确保整个车辆的能量运行不会出现浪费的情况。这样不但能够满足我国国民的出行需求，同时还能够对城市的发展产生积极有效的影响。

参考文献

[1]琚永刚.城市轨道交通再生制动能量利用技术研究[J].中国科技纵横,2015,000(014):7-7.

[2]王亚菲.轨道交通机车再生制动能量的回收利用[J].百科论坛电子杂志,2019,000(018):701.

[3]沈小军,曹戈.地铁车辆再生制动能量利用率影响因素[J].同济大学学报(自然科学版),2019,47(11).