節(jié)能技術(shù)應(yīng)用下的軌道交通論文

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一、軌道交通能耗特點(diǎn)與能耗指標(biāo)體系

1軌道交通能耗特點(diǎn)軌道交通的能源消耗中，列車牽引系統(tǒng)能耗約占總能耗的50%、車站設(shè)備用電約占總能耗的40%，其他（商業(yè)開發(fā)、車輛基地和控制中心等）用電約占10%。

2能耗指標(biāo)體系構(gòu)成基于能耗管理和節(jié)能監(jiān)測的需求，構(gòu)建軌道交通能耗指標(biāo)體系。軌道交通能耗指標(biāo)體系分為“網(wǎng)絡(luò)級、線路級、站車級”3級。網(wǎng)絡(luò)級綜合能耗指標(biāo)：用于衡量整個運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)能耗的指標(biāo)，用于市政府或主管部門對集團(tuán)公司節(jié)能工作成效的評價。線路級能耗指標(biāo)：用于衡量各運(yùn)營線路能耗的指標(biāo)，用于集團(tuán)公司對各運(yùn)營公司節(jié)能工作成效的評價。站車級能耗指標(biāo)：用于衡量各車站和列車能耗的指標(biāo)，用于運(yùn)營公司對車站班組和列車班組節(jié)能工作成效的評價。

3總體節(jié)能目標(biāo)根據(jù)國家最新“節(jié)能減排”的戰(zhàn)略目標(biāo)和某市城市軌道交通能耗的特點(diǎn)，“十二五”期末（2015年）該城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)（該期間及以前投入正式運(yùn)營線路）總體節(jié)能目標(biāo)：5%。

二節(jié)能綜合管理措施和技術(shù)措施

1構(gòu)建節(jié)能管理保障體系

（1）管理行為規(guī)范化制定線路軌道交通設(shè)施設(shè)備節(jié)能管理辦法，組織研究并編制了《地鐵集團(tuán)有限公司供用電管理辦法》及《軌道交通維護(hù)保障中心節(jié)能管理辦法》等。明確管理節(jié)能的要求，并從“優(yōu)化運(yùn)營組織、節(jié)能模式啟動、限時通風(fēng)排熱、控制空調(diào)溫度、限時限區(qū)照明、禁止用電浪費(fèi)”等6方面制定了列車、車站、車輛基地、控制中心等各類用電管理辦法和相應(yīng)的節(jié)能獎勵考核辦法；對新建線路制定了工程建設(shè)項目節(jié)能驗收管理辦法等，以保證節(jié)能工作規(guī)范化、制度化。

（2）管理模式科學(xué)化建立了網(wǎng)絡(luò)、線路、站（段）車3級節(jié)能指標(biāo)體系。圍繞節(jié)能目標(biāo)要求，根據(jù)各線路具體情況和特點(diǎn)，合理制定各條運(yùn)營線路的節(jié)能指標(biāo)。利用能耗評估體系，對軌道交通能耗進(jìn)行科學(xué)合理的評估。

（3）管理方法信息化根據(jù)《城市軌道交通用電負(fù)荷智能監(jiān)測表計建設(shè)指導(dǎo)意見》，集團(tuán)公司組織完成了各條運(yùn)營線路加裝智能表計的工作。通過對軌道交通主變電所、牽引變電所、降壓變電所及其他必要用電回路裝設(shè)智能計量表計，建立了網(wǎng)絡(luò)級能耗管理平臺。依托能源利用綜合管理平臺，監(jiān)測和采集重點(diǎn)用能系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，有針對性的實施系統(tǒng)節(jié)能管理；同時加強(qiáng)在工程項目建設(shè)和運(yùn)營階段的審查和監(jiān)管，制定和實施強(qiáng)制性、超前性能耗考核指標(biāo)，完善節(jié)能管理監(jiān)督機(jī)制。

2構(gòu)建城市軌道交通能耗指標(biāo)評估體系城市軌道交通的運(yùn)營耗能由牽引系統(tǒng)用電能耗（包括車輛、牽引供電系統(tǒng)等）和動力照明用電能耗（包括通風(fēng)空調(diào)、給排水、電扶梯、照明、弱電等）組成，其耗能量受線路條件、客流規(guī)模、車輛類型、機(jī)電設(shè)備、服務(wù)水平等諸多因素的影響。應(yīng)綜合考慮各種因素，通過構(gòu)建城市軌道交通能耗指標(biāo)評估體系對軌道交通的能耗水平進(jìn)行評估和預(yù)測。按照3級能耗指標(biāo)劃分，建立了一套軌道交通能耗指標(biāo)的評價體系，并創(chuàng)新性提出了標(biāo)準(zhǔn)能耗車、標(biāo)準(zhǔn)能耗車站等概念。通過評估軟件實現(xiàn)牽引系統(tǒng)、動力照明系統(tǒng)能耗計算、新建線路軌道交通能耗的預(yù)測和模擬計算等功能。應(yīng)用能耗指標(biāo)評估體系，挖潛既有線路的節(jié)能潛力，提出新線建設(shè)的節(jié)能措施，合理安排電力資源，有序?qū)嵤┕?jié)能措施，減少運(yùn)營能耗。

3構(gòu)建城市軌道交通能源管理平臺城市軌道交通能源利用綜合管理平臺應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，實時獲取每線路、每車站、每機(jī)電系統(tǒng)主要設(shè)備的能耗信息，進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)計算對比，掌握能耗特點(diǎn)和規(guī)律，制定有效的節(jié)能措施。目前，多號線已建立了由站、線、網(wǎng)3級架構(gòu)組建的能耗監(jiān)測管理平臺，站級系統(tǒng)主要設(shè)置于各車站、車輛基地的變電所內(nèi)；線路級系統(tǒng)設(shè)置于各線路的控制中心；網(wǎng)絡(luò)級系統(tǒng)設(shè)置于軌道交通能源管理中心內(nèi)，對全網(wǎng)絡(luò)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、計算等處理。綜合管理平臺在功能上實現(xiàn)了自動采集、存儲各類能耗數(shù)據(jù)，并具備歷史數(shù)據(jù)查詢功能。采集與存儲的數(shù)據(jù)類型包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電量、無功電量等。同時支持預(yù)定義報表、自定義報表的功能，可根據(jù)用戶的需求自動生成網(wǎng)絡(luò)、線路、車站的年、月、日報表，并與相關(guān)單位共享各類能耗數(shù)據(jù)。能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的建立基本實現(xiàn)了該城市軌道交通能源管理日常工作信息化，同時為能耗指標(biāo)的制定、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果的驗證和節(jié)能考核工作的有序開展提供了數(shù)據(jù)支持。

4合同能源管理新機(jī)制的應(yīng)用為加快軌道交通節(jié)能降耗實施進(jìn)程，引入了“007”（技術(shù)上零風(fēng)險，財務(wù)上零成本；節(jié)能服務(wù)公司提供7項服務(wù)）的合同能源管理新機(jī)制。采用合同能源管理的模式實施集團(tuán)公司范圍內(nèi)的節(jié)能改造，利用節(jié)能服務(wù)公司的資金和技術(shù)優(yōu)勢，降低集團(tuán)公司的資金壓力和節(jié)能改造的技術(shù)風(fēng)險，提高運(yùn)營服務(wù)及管理水平，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

三、軌道交通節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)改造

1加強(qiáng)節(jié)能新技術(shù)的專項研究積極與高校或科研機(jī)構(gòu)合作，開展了涉及供電、車輛、環(huán)控等多個專業(yè)節(jié)能技術(shù)專項研究。主要有：《35kV干式非晶合金環(huán)氧澆注變壓器應(yīng)用可行性研究》、《列車節(jié)能運(yùn)行圖編制及節(jié)能運(yùn)行模式試點(diǎn)應(yīng)用研究》、《列車空調(diào)多聯(lián)智能變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究》、《車站軌行區(qū)排風(fēng)（熱）風(fēng)管節(jié)能優(yōu)化及風(fēng)速均勻性研究》、《車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)智能化控制管理及節(jié)能模式實施方案研究》、《空調(diào)制冷機(jī)組內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究》、《AOP高級氧化技術(shù)在車站循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用研究》等。

2現(xiàn)有線路的節(jié)能技術(shù)改造在環(huán)控、照明、給排水等系統(tǒng)的在現(xiàn)有線路的節(jié)能改造，主要有如下2個方面。1）按照合同能源管理模式進(jìn)行軌道交通多號線等部分車站、車輛基地照明系統(tǒng)采用節(jié)能燈、LED燈、智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用等節(jié)能改造，改造后經(jīng)測試，節(jié)能率達(dá)40%～60%。2）車站空調(diào)水系統(tǒng)變流量智能控制節(jié)能技術(shù)改造。在多號線等30座車站進(jìn)行了節(jié)能技術(shù)改造工作。改造后經(jīng)測試，節(jié)能率達(dá)25%～30%。

3節(jié)能新技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用在充分落實現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)措施基礎(chǔ)上，按“推廣應(yīng)用、試點(diǎn)示范、研發(fā)試點(diǎn)”三個層次，開展節(jié)能“四新”技術(shù)的試點(diǎn)與應(yīng)用是以下幾個項目：1）車輛基地太陽能光伏新能源示范應(yīng)用。2）列車節(jié)能運(yùn)行圖編制及節(jié)能運(yùn)行模式試點(diǎn)應(yīng)用。3）列車客室智能照明節(jié)能試點(diǎn)應(yīng)用。開展列車照明智能控制研究，結(jié)合自然采光條件通過智能控制技術(shù)實現(xiàn)車內(nèi)照度穩(wěn)定。4）車站水冷VRV系統(tǒng)節(jié)能試點(diǎn)應(yīng)用。經(jīng)測試，平均節(jié)能率超過50%。

四、結(jié)語

通過一系列的節(jié)能減排管理與技術(shù)措施的實施，取得了較為明顯的節(jié)能效果。城市軌道交通的節(jié)能減排是一項長期工作，也是一項系統(tǒng)工程，需要社會各界的大力支持與配合。今后集團(tuán)公司將進(jìn)一步加大節(jié)能方面的資金投入，完善集團(tuán)公司的節(jié)能管理體系，加快節(jié)能減排新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用，持續(xù)挖掘節(jié)能潛力，大力提高能源利用效率。在滿足運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量、確保運(yùn)營安全的前提下，建設(shè)更加節(jié)能環(huán)保和安全高效的綠色地鐵，塑造“資源節(jié)約、環(huán)境友好”的城市軌道交通形象。

作者：周健單位：國電南瑞科技股份有限公司