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地铁制动能量回收系统的技术指标分解

点击数:22342017-11-20 00:00:00 来源: 深圳市虹鹏能源科技有限责任公司

任何一个具有商业竞争力的地铁制动能量回收系统,其关键性指标应为以下几点:

1:必要指标:

必要指标为该产品必须满足指标,否则无法商业化的指标。

1):反复充放电次数:

地铁列车进出站频率很高,设备充放电频繁,按每天5:00~22:00运营,平均5min一班计算,每站每天约400趟地铁进出站(双线),每年设备所需反复充放电次数在15万次左右。按照单线设计,每年需求充放电次数在8万次左右。

    如在非频繁线路使用,且每年检修更换,储能设备充放电次数也应满足5万次以上,否则难以实用化。


    2):投资收益比(ROI):

现有地铁能量回收系统投资收益比主要为设备采购及维护费用与所节约电能费用比。此次调查了解的各项目都为部分能量回收,且运行状况客户并不满意,故其价格并不具备充分参考性。

通过问电调得知,北京地铁5号线每天的平均用电量大概在400-500W度左右,其中牵引电用电量占49%2008年数据)。根据经验,地铁再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30~40%。该部分能量20%~80%可直接被相邻机车直接吸收,按平均值50%计算,剩余即每天可回收的制动能量达30W度。

北京地铁5号线共设23座车站,每站设备规模应控制在按照5年能够收回设备成本计算,每站设备每千瓦时售价*应控制在40kRMB以内。

*:按回收能力计算,而非额定功率,含运行维护费用。

如按功率进行计算,按照列车制动时间15s,间隔5分钟,每天运行16小时计算,储能设备吞吐功率*售价应控制在每千瓦1.3KRMB以内。

*:按储能设备最大吞吐功率能力计算,而非整体设备,含运行维护费用。

此外,由于技术成熟度原因,电阻吸收装置仍需安装,故回收系统投资收益比不受该因素影响。


3):整体能量吞吐率:

按地铁列车通常制动时间15S计算,考虑到速度曲线下降的非线性,以及双车同时进站情况,设备能量吞吐速率应达到5~10MW级别。

特别需说明的是,该能量吞吐率为整体设备,可包含电阻耗能部分吞吐率。


2:影响性指标:

   影响性指标指该产品可以不完全满足,但满足程度高低会影响产品市场表现的指标。

1):总储能:

现有A型地铁列车一般采用两轴转向架,六节编组,每轴12吨计算,整车质量在280吨左右,按通常最高设计时速80km/h计算,单车制动总储能约在70MJ左右。考虑到列车并非全程全天满载,总储能约在70MJ左右,如需考虑两车同时进站情况,该数值还会加大。

如前所述,地铁再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30~40%。该部分能量20%~80%可直接被相邻机车直接吸收,回馈系统储能应按10MJ进行设计。

在考虑经济性及系统可获得性情况下,总系统储能很可能不会设计这么大。可以引入电阻将剩余能量吸收消耗,对应系统能量回收利用率会下降,但系统仍可用。


2):储能设备能量吞吐率:

    如上所述,由于设备总储能为非关键指标,储能设备能量吞吐率:也非关键性指标,但其数值会影响设备投资收益比。


3)设备中断运行时间及复投时间:

地铁与国铁不同之处在于,地铁并非24小时运行,存在一定运行间隔时间。储能装置工作方式应能适应。


4)可获得性:

主要影响该性能的有:1:关键部件的业界通用性;2:关键部件的产量;3:关键性部件的可互换性;4: 关键性部件的国产化程度


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