城市轨道交通供电系统低碳节能技术发展解析

城市轨道交通供电系统低碳节能技术发展解析

金彬杰傅扬

福州地铁集团有限公司运营事业部，福建 福州 350000

摘要：轨道交通属于城市建设的重点，极大程度满足人们日常出行需求，并且进一步完善城市交通网。但是，城市轨道交通对于电能的消耗较大，所以如何将低碳节能技术应用到其中，成为重点研究和关注的重点。本文从供电系统角度来说，首先阐述城市轨道交通系统构成，其次研究城市轨道交通供电系统低碳节能技术要点，最后分析低碳节能技术发现趋势，目的就是降低能源消耗，实现节能降耗，也希望给相关研究工作提供一定参考。

关键词：城市轨道交通；供电系统；低碳节能技术；

引言：

轨道交通对于城市建设来说，不仅是便于人们的日常出行，也是彰显城市经济快速发展的重要标志。但是，在低碳节能的背景下，城市轨道交通供电系统对于能源的消耗也愈发明显，所以加大对供电系统低碳节能技术的研究，具有重要的意义，不仅可以降低能源的消耗 也可以避免对生态环境造成影响，促进城市轨道交通的发展。

1、城市轨道交通供电系统构成

城市轨道交通供电系统主要由外部电源、主变电所、牵引电系统、动力照明供电系统。电力监控系统等。其中，牵引供电系统主要包括牵引变电所以及牵引网，动力照明供电系统主要由降压变电所以及动力照明配电系统【1】。同时，城市轨道交通工程系统早已集中供电方式为主。城市轨道交通具有一定综合性，涉及的专业相对较多，例如：土木、车辆、供电、通信、信号，以及自动控制等，并且城市轨道交通将一些新技术和设备运用到其中，尽最大可能满足人们日常出行需求。但是，城市轨道交通对于能源的消耗也较大，因为各种运行设备都是依靠电力驱动，所以电力系统成为低碳节能技术的主要应用对象。另外，低碳技能技术也涉及诸多专业，主要就会对各项能源进行充分利用，合理配置，获取最佳经济效益，并且结合各项因素，对低碳技能技术进行合理使用，从而实现城市轨道交通供电系统节能降耗的目的，避免给周围环境带来较大影响。

2、城市轨道交通供电系统低碳节能技术要点

由于城市轨道交通供电系统对于能源的消耗较为严重，所以为降低能源的消耗，必须将低碳节能技术应用到其中，例如：供电系统运行方式调整、系统电压调整、无功补偿、牵引直流供电系统等，这几点详细内容如下。

2.1供电系统运行方式调整

城市轨道交通供电系统在运行期间，通常将两路外部电源引入，并且借助线路变压器组或者内桥接线等方式进行供电，从而满足城市轨道交通稳定运行需求。同时，城市轨道交通供电系统在白天和晚上运行的负荷存在，并且近期和远期的运行也存在较大差异。所以，将外部电源引入其中，这样一旦遇到停电的情况下，可以实现配变一运一备的方式，这样可以减少线损概率。另外，应根据实际情况，利用智能化技术实现远程操控，这样不仅操作较为方便，还便于对系统功率因素的调整，以此降低能源消耗。此外，需要根据城市轨道交通供电系统负荷变化的实际情况，做好运行方式的调整，这样可以有效提升系统设备的负载率。如果出现三相符合失衡的情况，应对用电设备进行调整，这样可以起到节约电能的作用【2】。

2.2系统电压调整

城市轨道交通供电系统主变电所一般以有载调压，变压器或者选用有自动调整分接器功能的变压器为准，主要结合供电系统运行的实际情况，以及电压变化情况，合理设定电压数值，可以有效降低供电系统对于电能的损耗。同时，如果城市轨道交通，供电系统运行期间，电压数值相对较高，固定损耗就会增加，但是变动损耗会有所减小。然后，供电系统运行电压相对较小的话，固定损耗会有所减小，变动损耗会有所增加。另外，城市轨道交通供电系统运行电压一般在35 kv~220 kv，并且在此范围内，供电系统运行电压相对较为经济。此外，还需要结合实际情况，对电压值进行详细计算，从而确定准确的电压，满足城市轨道交通供电系统稳定运行的需求。

2.3无功补偿

通常情况下，城市轨道交通动力供电系统存在较大负荷，并且功率因素相对较低，根据相关部门规定，先根据分区、分层、分变电所进行无功率补偿，并且高压用户的功率因数应达到6.9以上【3】。所以，为避免出现电能损耗的情况，城市轨道交通系统供电系统，应结合实际情况采用无功补偿措施，可以在合适位置设置自动无功补偿，以此降低电能的损耗，起到节能降耗的作用。

2.4牵引直流供电系统

为降低城市轨道交通供电系统能源消耗，可以将牵引直流供电系统运用到其中，一般情况牵引变电所、接触网以双机组、双边供电等方式为主，这样可以有效降低接触网的损耗，以此降低能源。同时，整流机组主要将有功功率损耗量、无功功率损耗等方式为主，并且在满足负载率和谐波的情况下，其中一台牵引整流机组停止运行，可以使用单机组双边供电方式，以此降低牵引网的损耗。另外，需要结合城市轨道交通运行需求，对供电系统牵引变压器容量进行合理设定，使其负载率可以达到95%，提升供电系统的运行效率，以及功率因素，以此降低能源消耗，提升城市轨道交通运行效率。

3、城市轨道交通供电系统低碳节能技术发展展望

为促使城市轨道交通可以更好发展，降低供电系统的能源消耗，就需要注重对节能设备的使用、构建节能设计标准、注重新兴能源的使用等，针对这几点内容，简单对城市轨道交通供电系统低碳节能技术的发展，进行展望。

3.1注重节能设备的使用

由于城市交通供电系统能耗较大，能源利用相对较低，所以在城市轨道交通低碳节能技术发现期间，应当注重节能设备的使用，实现对能源的充分利用，降低能耗。同时，在节能设备使用期间，将节能、降耗、环保作为基础，并且结合实际情况，不断进行总结和创新，将节能设备有效运用到城市轨道交通供电系统中。

3.2构建节能设计标准

就目前情况来说，我国城市轨道交通低碳节能没有相关的标准与规定，所以应结合自身地区的实际情况以及气候特点，逐渐构建完善的节能标准，这样可以为具体工作给予一定的指导，也为城市轨道交通供电系统低碳节能工作的展开，提供良好的条件【4】。

3.3注重新兴能源的使用

近几年，太阳能、地热能，以及海洋能等新型能源逐渐应用于各个行业，并且从城市轨道交通来说，由于该交通属于城市公共交通，所以供电系统对于电能的损耗量较大，这时如果能对各种新型能源进行充分的使用，可有效降低传统能源的消耗。另外。使用新型能源，可以环节传统能源紧张问题，避免给环境带来较大影响，也促使城市轨道交通系统拥有更加广阔的发展空间。

结束语：

综上所述，为促使城市轨道交通可以有效降低能源的时候，所以必须将低碳节能技术应用于供电系统，例如：对系统运行电压进行调整、合理调整系统运行方式、无功率补偿，以此实现良好的节能效果，避免给周围环境带来较大的影响。但是，在城市轨道交通供电系统低碳节能技术发展期间，结合实际情况，不断做好总结和完善工作，应构建完善的节能设计标准，注重对新型能源以及节能设备的使用，促使城市轨道交通供电系统完全符合低碳节能的理念。降低电能损耗。

参考文献：

[1]王忻, 吉祥雨, 韩博衍,等. 城市轨道交通低碳节能技术下牵引供电系统仿真分析[J]. 城市轨道交通研究, 2023, 26(10): 79-84.  

[2]翟益炜. 基于城市轨道交通供电系统的节能降耗技术研究[J]. 交通科技与管理, 2023, 4(08): 10-12.

[3]李国庆, 王琦, 高东升,等. 城市轨道交通供电系统低碳节能技术发展综述[J].都市快轨交通, 2022, 35(06): 75-82.

[4]韦庭三. 城市轨道交通供电系统节能技术研究[J]. 低碳世界, 2020, 10(04): 137-138.