地铁电气节能设计的改进与创新【摘要】当前国际国内在设计建设地铁线时已将节能纳入重要的考量环节，以适应当今社会节能低碳的环保主流。地铁节能的关键在于电气节能，而电气节能的根本在于电气设备系统的统一设计和协调规划。多重节能措施并举，最终统一于管理节能，通过对节能数据的分析整理，从中找到各用能环节的真正问题和有效的节能途径，是实现地铁电气节能的突破口与创新点所在。【关键词】地铁节能；节能设计；管理节能[Abstract]thecurrentinternationalanddomesticinthedesignandconstructionofsubwayhasenergyconservationintoconsiderationimportantlink,inordertoadapttotoday'ssocietyenergy-savinglowcarbonenvironmentalmainstream.Thekeyliesinthesubwayenergysavingelectricalenergy,andthefundamentalelectricalenergysavingoftheelectricalequipmentsystemofunifieddesignandplanning.Simultaneouslymultipleenergy-savingmeasures,finallyunifiedinmanagementofenergyconservation,throughanalyzingtheenergysavingdata,findtherealproblemscanlinkandeffectivewayofenergysaving,isabreakthroughandinnovationofelectricalenergy-savinginsubway.[keyword]subwayenergy-saving;energy-savingdesign;energy-savingmanagement中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）尽管我们不断强调地铁电气的节能降耗，但目前国内地铁在电气节能方面所采取的种种措施成果显著。对比国际地铁协会统计的26家主要地铁运营公司能耗数据，北京地铁平均每名乘客每公里的总能耗最低，仅耗电0.046千瓦时。列车每公里的平均牵引能耗同样最低，只消耗1.764千瓦时。按照同等运力比较，轨道交通的能耗只相当于小汽车的1/9，公交车的1/2。尽管如此，在能源日益紧张的格局下，寻找电气节能设计上的改进和创新仍然是当今地铁设计的关键所在。一、地铁电气节能设计现状分析能源消耗总量过大是地铁运营所面临的棘手问题之一，这一问题直接影响到地铁的运营成本，实现地铁电气节能设计的改进与创新，意义重大。据统计，地铁电气消耗由高到低排序如下：列车牵引供电耗能（45%―50%），空调及通风系统（25%―35%），电梯扶梯（10%―14%），而照明及其他能耗约占10%。从中不难看出，机车的牵引是地铁系统中的用电大户，和通风空调系统分别占到轨道交通系统总能耗的一半和三分之一。因此在这两项上节能潜力也相对最大。打造绿色地铁，是地铁参与轨道交通及城市交通运营的一张新名片，也是基于改善交通运输条件、促进城市协同发展、以人为本理念的体现。目前，规划和正在建设的地铁线，已经综合考虑节能降耗措施，从机车、空调、供电、照明、扶梯等各系统设备采取了相关的节能措施。二、地铁电气节能设计的改进与创新策略（一）做好节能坡设计的改进所谓地铁节能坡，即在列车运行区间设计适当角度的缓坡。当列车进站时上坡，从而达到减速的目的，这样一来对列车制动系统也有极好的保护作用。当列车出站时，通过下坡启动加速，进而保护列车牵引系统。这些在区间线路上精心设计的纵坡，正好使列车出站下坡、进站上坡，从而巧妙的利用自然加速和减速达到节能目的，最终达到节省牵引过程的耗电的目的。这一看似微小的设计改变，对节能及机车保护有着双重功效，势必将成为站台节能设计的风向标。据北京市轨道交通建设管理公司消息，地铁节能缓坡广泛应用在地铁9号线的线路设计中。目前一共设计有22个节能坡，占到全线总里程的46%。地铁节能坡概念从引入到设计再到实施的时间较短，因此设计方法和模型上不健全。哈尔滨工业大学相关学者曾发表文章，基于机车动力和制动系统，建立了地铁节能缓坡的理论模型和计算方法。该模型将这个过程分为五个阶段：加速阶段、下坡节能、惰行、上坡节能以及制动。并通过动能和势能的变化计算了缓坡长度，作者认为节能缓坡长度约为228米到330米。（二）处理好能量回收中的细节问题高速行驶的列车一般采用电制动与空气制动相结合的模式，部分新型列车则主要依靠电制动（如北京地铁九号线）。在电制动过程中，根据能量转化和守恒原理，制动高速行驶的...