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  返回糖果派对官方网站首页   时间:2020-10-13 来源:新京报 作者:刘洋

新京报:北交大团队研发世界首套城轨回收能量装置 为地铁节能减排

如何降低地铁的供电能耗?地铁运行时突然停电怎么办?新京报记者今日从糖果派对官方网站获悉,该校成功自主研发世界首套城轨交通地面式混合储能装置,不仅能够回收利用列车制动能量为“电老虎”降耗,还能够在供电系统突发故障时,利用储能将列车紧急牵引至地铁站。

成果:储能混合装置为地铁日节电千度左右

据北交大介绍,这套装置名为“地面式超级电容/电池混合储能装置”,已在北京地铁八通线梨园站通过了挂网试验。该装置由电气工程学院杨中平&林飞实验室自主研发,是世界上首套城轨交通地面式混合储能装置。

在八通线梨园站的试验结果表明,夜间单车运行时,每趟节能率均能达到20%。该装置工作日每日节能约1500度电,周末每日节能约900度电。如果按照节约1度电减排0.977kg二氧化碳来计算,该套装置工作日每日减排1.46吨二氧化碳,周末每日减排0.88吨二氧化碳。

据实验室负责人杨中平教授介绍,2016年,他带领团队师生研发了我国首套200kW及1MW地面超级电容储能系,并在北京地铁八通线成功运行。目前,该储能装置已在国内多条地铁线路投运,节能效果显著。本次试验成功的混合储能装置,是继2016年研发的超级电容储能系统的第二代产品,相较第一代纯超级电容储能系统,平均每天可多节电150度。

团队利用超级电容和钛酸锂电池的储能特性,将列车制动能再生的电能,同时储存在超级电容和钛酸锂电池中。当列车牵引时,再将储存的能量释放出来,使再生能量被充分利用起来。而且,这套混合储能装置在省电的基础上还节约了成本。

新京报记者从北交大了解到,今年9月底,在北交大召开的交流会上,交通运输部科学研究院专家库聘任专家、北京市地铁运营有限公司原副总工程师兼设备部副部长黄旭虹表示,如果没有地面吸收装置,多余的能量会变成灾害,比如,地铁制动盘磨损严重,每3个月就要换轮子,几个月就能消耗掉几年的成本。国外虽然也有轨道交通的节能技术,如超级电容、飞轮等,但这些都对中国引进有所限制。之前北京地铁运营方曾考虑过用国外产品,甚至在变电所预留了节能设备的位置,但是光一个站的超级电容设备就要600万元,成本畸高。

北京市地铁运营有限公司技术部副部长李宇杰表示,节能是北京“智慧地铁”的一项重要需求,杨中平&林飞实验室团队面向行业需求开展研究下一代储能装置,效果显著,是国际上真正的第一个兆瓦级混合型储能装置,有很强的推广价值。

团队:近40度高温中蹲守地铁站试验

图为团队在实验中。学校供图

据研发团队介绍,从科研立项、理论研究、系统建模与仿真、软硬件设计、样机的研发,再到设备的安装、挂网试验,都有学生的深度参与,从立项开始,同学们就放弃了寒暑假、国庆等节假日,积极投入其中。

硕士研究生杨浩丰参与了该项目的全过程。他告诉记者,今年6月到8月底,北京地铁梨园站挂网试验期间,需要一直在变压器室观察、记录储能装置的试验数据。为了和地铁站对接时间,试验期间,他们每天晚上11点半等在地铁站门口,等最后一班列车停运后,进去利用一班地铁试验,凌晨4点赶在地铁运营前结束工作。因为地铁站离学校较远,试验阶段,他们就住在地铁站外的旅馆里。回去简单休整后,第二天一早9、10点钟起床立即对夜间做的试验进行分析。

“6月起,我和师兄弟们在地铁站进行前期安装、调试,7月27日夜里,团队正式挂网试验,当时特别紧张。”杨浩丰对每一个时间节点都记得很清楚。当时正值暑期,地铁站变压室里没有空调,加之变压设备的高温,他们穿着劳保服在将近40度的高温中试验,特别闷热,成员们身上的衣服也是湿了又干,干了又湿。但第一次挂网时,紧张的他居然一滴汗都没出。直到凌晨4点多,第一趟试验列车走完,他才如释重负,“当时我们都激动坏了,我还问这就成功了?是成功了吗?”

研发团队的博士研究生刘宇嫣说,“通过亲身参与、实践,我们各方面能力都得到了提升。这个项目给我们提供了一个不断思考、解决问题的机会。”

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