地铁列车牵引节能方法与管理研究_李倬_李熙_柏赟

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1、文章编号：1000-713X（2015）01-0069-04中图分类号：U23文献标识码：Ａ地铁列车牵引节能方法与管理研究112李倬,李熙,柏赟（1.北京市地铁运营有限公司，北京100044;2.北京交通大学，北京100044）摘要:本文建立了列车牵引能量流向图，从列车属性、线路条件和运营组织三个方面系统地阐述了影响列车牵引能耗的因素；指出地铁牵引节能工作不仅要求在运营组织阶段做好技术速度的合理选择、采用灵活高效的行车组织模式、优化列车操纵方案和采取精细化、现代化的管理措施，在前期的线路设计和车辆选型阶段也应充分考虑后期的运营能耗，从入口端控制好能耗；建议

2、行业管理部门结合地铁服务水平，采用单位运输工作量能耗强度来评价地铁运营企业的牵引用能效率，引导运营企业在保证运输需求和服务质量的同时，提高系统用能效率。关键词:城市轨道交通；列车牵引能耗；影响因素；节能方法年北京市地铁运营有限公司管辖线路的能源消1引言耗总量情况。2013年，各线路的综合耗能达15.93万吨标煤，比2009年增加7.33万吨、增由于具有运量大、污染小和安全可靠性高等长46%。按能源消耗类别划分，电能占总能耗的优势，地铁已成为我国各大城市重点发展的公共80%。按地铁各系统划分，列车牵引是用电大户，[1]交通方式。截至2013年底，北京、上海、

3、天津、占总用电量的一半以上。因此，如何降低列车牵广州等18个城市建成地铁系统并投入运营，总引能耗是地铁节能工作的重中之重。里程达2074公里。为缓解城市交通拥堵问题和解决居民出行问题，北京市仍在大力建设轨道交2牵引能耗影响因素分析通系统，2014年底开通4条地铁新线。在运营线路和里程增加的同时，地铁系统本文对地铁列车运行过程的能量流向进行的能源消耗也在快速增长。表1为2009～2013了分析，如图1所示。除去不可完全避免的电机表1北京市地铁运营有限公司运输能耗增长趋势年份总里程（公里）总能耗（万吨标煤）用电（亿度）牵引能耗（亿度）20092008.605.

4、853.1520102008.645.793.19201128911.827.584.17201232313.108.534.79201339315.9310.826.48资料来源：参照地铁公司历年统计数据收稿日期：2014-09-23修回日期：2014-12-25录用日期：2014-12-25基金项目：国家重点基础研究发展计划(2012CB725406)；国家自然科学基金项目(71131001,71201007)。作者简介：李倬，男，北京市地铁运营有限公司设备部能源管理专业工程师，主要研究方向为城市轨道交通设备运用与节能关键技术。通讯作者：dtjsjd@

5、163.com综合运输第37卷第1期2015年69李倬,李熙,柏赟

6、地铁列车牵引节能方法与管理研究图1地铁列车牵引能量流向图空转和电动机损失，列车从牵引电网取得的电能可利用日光照明、在条件允许时关闭客室照明灯，主要用于实际牵引列车运行和辅助设备用电。辅其辅助能耗普遍低于地下线。在相同季节、相同助设备主要包括空调、照明和车载电气设备，其线路类型（地上或地下）的情况下，列车车载辅运行耗能约占列车总能耗的10%～20%。实际助设备的总功率差异不大，对列车牵引能耗的影牵引列车运行的能耗可以根据用途分为克服阻力响程度较小。做功、补偿制动导致的动能损失和补偿列车在起地

7、铁列车再生制动使用较多，再生制动对点站和终点站的重力势能差。有再生制动的线路，能耗的影响不可忽略。运营数据表明，再生制动可反馈部分再生制动能供列车牵引使用。反馈的能耗占牵引输入比可达30%以上。再生由图1可知，列车牵引电机效率是影响列制动能耗的产生主要取决于制动过程中的列车动车牵引能耗的关键。此外，线路设计方案决定了能变化和发电机转换效率。不同型号列车在发电列车运行过程中所受的阻力，运营组织方案（如机转换效率方面存在一定的差异，对最终消耗的技术速度和追踪间隔等）对再生制动能吸收情况列车牵引电能有一定的影响。综合考虑上述因素，有很大影响。为此，本文将从列车属

8、性、线路条不同车型在相同线路条件和运行组织要求下的牵件和运营组织三个方面对影响列车牵引能耗的因引能耗最大相差可达三成以上。素进行分析。2.2线路条件2.1列车属性线路条件对列车牵引能耗的影响主要体现列车属性对牵引能耗的影响可按电能消耗在线路类型、站间距大小和纵断面设计方案。线和再生反馈两个方面进行分析。电能消耗方面，路类型主要是指地上线和地下线。一般地，地上电机效率、车体流线设计和辅助设备功率是主要线列车牵引能耗较低，主要原因是列车运行空气影响因素。不同型号的牵引电机在电机空转、电阻力和照明设备用电量相对较小。动机损失方面有一定的差异，其效率高低在很大站间

9、距对列车牵引能耗的影响主要体现为[2]程度上影响了最终的列车牵引能