城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)新發(fā)展A

1、20132013年年1111月月供電系統(tǒng)概述1My world the Midea Future.地鐵牽引供電2有軌電車牽引供電3南車株所整體解決方案41北京上海廣州天津深圳重慶南京長(zhǎng)春武漢大連沈陽(yáng)成都佛山西安蘇州杭州寧波昆明哈爾濱青島合肥鄭州南昌長(zhǎng)沙福州貴陽(yáng)東莞珠海烏魯木齊西寧蘭州銀川包頭石家莊太原洛陽(yáng)邯鄲濟(jì)南濟(jì)寧徐州常州蕪湖廈門柳州南寧惠州大理唐山鞍山撫順阜新北京 442公里上海 439公里廣州 221.1公里深圳 176.4公里天津 131.4公里重慶 131.1公里已運(yùn)營(yíng)在建尚在規(guī)劃南京 84.8公里長(zhǎng)春 48.29公里武漢 56.63公里大連 63.45公里沈陽(yáng) 49.8公里成都 4

2、0.9公里佛山 14.8公里西安 20.5公里蘇州 25.7公里杭州 48公里昆明 25.4公里寧波哈爾濱青島合肥鄭州南昌長(zhǎng)沙福州貴陽(yáng)東莞南寧珠海烏魯木齊西寧蘭州銀川包頭石家莊太原邯鄲濟(jì)南徐州常州蕪湖廈門柳州惠州大理唐山鞍山撫順阜新濟(jì)寧6個(gè)城市已運(yùn)營(yíng)里程超過100公里還有11個(gè)城市已運(yùn)營(yíng)11個(gè)城市正在建設(shè)（除已營(yíng)運(yùn)的城市）22個(gè)城市尚在規(guī)劃我國(guó)城市軌道交通發(fā)展概要 國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)投入在每公里4億元左右 ，20102020年這10年間我國(guó)計(jì)劃修建6000公里，由此預(yù)測(cè)城市軌道交通市場(chǎng)規(guī)模在2.5萬(wàn)億元左右。 供電系統(tǒng)市場(chǎng)總額：900億。城市軌道交通供電系統(tǒng)概述11.1ab供電服務(wù)故障保護(hù)、

3、自救c調(diào)度、計(jì)量及顯示供電系統(tǒng)基本功能1.2城市軌道交通供電系統(tǒng)概述1ab安全性可靠性c經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)基本要求1.3城市軌道交通供電系統(tǒng)概述1ab外部電源主變電所或電源開閉所c牽引供電系統(tǒng)系統(tǒng)基本構(gòu)成1.4d動(dòng)力照明系統(tǒng)e雜散電流腐蝕防護(hù)系統(tǒng)f電力監(jiān)控系統(tǒng)城市軌道交通供電系統(tǒng)概述1供電系統(tǒng)概述My world the Midea Future.地鐵牽引供電新技術(shù)1有軌電車牽引供電3南車株所整體解決方案42第 8 頁(yè)2.1 牽引供電系統(tǒng)基本構(gòu)成2地鐵牽引供電系統(tǒng)第 9 頁(yè)P(yáng)age 92.2 緊湊型直流開關(guān)柜ABCA：饋線柜B：整流器、進(jìn)線、負(fù)極柜C：饋線柜2地鐵牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占地面積小第

4、 10 頁(yè)2.3 整流器的優(yōu)化2臺(tái)6脈波整流器等效12脈波2臺(tái)12脈波整流器等效24脈波2臺(tái)24脈波整流器等效48脈波諧波特性進(jìn)一步優(yōu)化；單臺(tái)故障時(shí)仍可保持24脈波2地鐵牽引供電系統(tǒng)第 11 頁(yè)2.4 路邊儲(chǔ)能站2地鐵牽引供電系統(tǒng)Page 11 對(duì)于直流牽引供電系統(tǒng)，利用超級(jí)電容或飛輪儲(chǔ)能裝置，在兩個(gè)距離不遠(yuǎn)距離不遠(yuǎn)的牽引變電所之間構(gòu)建一個(gè)儲(chǔ)能站，取代原來(lái)的變電所；l諧波特性不佳l直流電壓不可控l制動(dòng)能量不能充分利用脈波數(shù)p6122448549次諧波電流最大幅值（%)62.428.411.63.3Page 122.5.1既有多脈波整流系統(tǒng)的不足2地鐵牽引供電系統(tǒng)2.5 制動(dòng)能量再利用制動(dòng)能量處

5、理方式：n 能量消耗型n 能量?jī)?chǔ)存型n 能量回饋型Page 132地鐵牽引供電系統(tǒng)2.5.2 制動(dòng)能量處理基本思路2.5 制動(dòng)能量再利用能量處理裝置安裝地點(diǎn)：n 車載型n 地面型n 明電舍n 龐巴迪n 西門子2地鐵牽引供電系統(tǒng)2.5.3國(guó)外公司在牽引供電領(lǐng)域的研究2.5 制動(dòng)能量再利用Page 14n 儲(chǔ)能處理方案n 高壓回饋方案n 低壓回饋+能量消耗方案n 高壓回饋+車載儲(chǔ)能方案n 全PWM整流器+車載儲(chǔ)能方案n 混合能饋方案Page 152地鐵牽引供電系統(tǒng)2.5.4能饋式供電系統(tǒng)的主要方案2.5 制動(dòng)能量再利用Page 16技術(shù)方案技術(shù)方案回饋電能利用率回饋電能利用率主要缺陷主要缺陷技術(shù)成

6、熟度技術(shù)成熟度系統(tǒng)成本系統(tǒng)成本儲(chǔ)能處理方案儲(chǔ)能處理方案完全利用完全利用成本高昂成本高昂已示范應(yīng)用已示范應(yīng)用很高很高高壓回饋方案高壓回饋方案完全利用完全利用添加變壓器添加變壓器已商業(yè)應(yīng)用已商業(yè)應(yīng)用最低最低低壓回饋低壓回饋+ +能量消耗方案能量消耗方案部分利用部分利用回饋容量受限回饋容量受限已商業(yè)應(yīng)用已商業(yè)應(yīng)用稍貴稍貴高壓回饋高壓回饋+ +車載儲(chǔ)能方案車載儲(chǔ)能方案完全利用完全利用添加變壓器添加變壓器正待拓展正待拓展較高較高全全PWMPWM整流器整流器+ +車載儲(chǔ)能方案車載儲(chǔ)能方案完全利用完全利用成本受限成本受限尚待成熟尚待成熟很高很高混合能饋方案混合能饋方案完全利用完全利用僅適用于新造系統(tǒng)僅適用于

7、新造系統(tǒng)正待拓展正待拓展成本適中成本適中2地鐵牽引供電系統(tǒng)2.5.5 能饋式供電方案對(duì)比2.5 制動(dòng)能量再利用供電系統(tǒng)概述My world the Midea Future.地鐵牽引供電新技術(shù)1有軌電車牽引供電3南車株所整體解決方案42北京上海天津深圳大連沈陽(yáng)寧波哈爾濱珠海撫順上海 10公里 天津 7.86公里大連 23.3公里沈陽(yáng) 60公里已運(yùn)營(yíng)規(guī)劃中已有并還在規(guī)劃4個(gè)城市已運(yùn)營(yíng)重慶武漢廣州蘇州太原濟(jì)南青島合肥泉州大同本溪煙臺(tái)北京深圳寧波哈爾濱珠海撫順重慶武漢廣州蘇州太原濟(jì)南青島合肥泉州大同本溪煙臺(tái)20個(gè)城市正在規(guī)劃建設(shè)3.1 有軌電車交通發(fā)展概況已運(yùn)營(yíng)及規(guī)劃城市：24個(gè)城市 規(guī)劃線路：50

8、 多條，每條線路平均里程為30公里，每條線地面供電系統(tǒng)投資：60009000萬(wàn)元。 地面供電系統(tǒng)總市場(chǎng)容量將：3045億元。3有軌電車供電系統(tǒng)3.2 有軌電車發(fā)展條件第 19 頁(yè)容量五年內(nèi)近20個(gè)城市在規(guī)劃建設(shè)規(guī)劃線路超過50條，每條平均里程約30公里市場(chǎng)容量30-45億元成熟度不成熟、市場(chǎng)處于無(wú)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、招標(biāo)要求各異、國(guó)內(nèi)廠商不具備獨(dú)立投標(biāo)能力環(huán)境地方政府批準(zhǔn)即可建造、資質(zhì)要求低3有軌電車供電系統(tǒng)共享路權(quán)供電系統(tǒng)方案多樣化，國(guó)內(nèi)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)多采用直流供電一般采取箱式變電站集成化設(shè)計(jì)3有軌電車供電系統(tǒng)3.3 有軌電車供電系統(tǒng)特點(diǎn)有接觸網(wǎng)形式無(wú)接觸網(wǎng)形式超級(jí)電容儲(chǔ)能電磁感應(yīng)第三軌3有軌電車供電系統(tǒng)3.

9、4 有軌電車供電制式指標(biāo)有接觸網(wǎng)無(wú)接觸網(wǎng)超級(jí)電容儲(chǔ)能電磁感應(yīng)第三軌APS城市景觀效果差好好好站間距要求無(wú)2.5km無(wú)無(wú)工程實(shí)例普遍葡萄牙里斯本暫無(wú)波爾多，蘭斯，巴黎，迪拜，巴西利亞等技術(shù)成熟度相當(dāng)成熟較成熟試驗(yàn)技術(shù)較成熟存在的問題對(duì)城市景觀有影響，觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式需優(yōu)化超級(jí)電容壽命較短電磁感應(yīng)存在電磁污染，社會(huì)反響可能較大積水、積雪、結(jié)冰等情況下，系統(tǒng)可靠性有待提高3有軌電車供電系統(tǒng)3.4 有軌電車供電制式供電系統(tǒng)概述My world the Midea Future.地鐵牽引供電新技術(shù)1有軌電車牽引供電3南車株所整體解決方案24整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置地鐵供電系統(tǒng)4.1能量吸收裝置GIS開關(guān)

10、柜整流變壓器系統(tǒng)原理圖整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1沈陽(yáng) 42臺(tái)長(zhǎng)沙 36臺(tái)昆明 68臺(tái)廣州 160臺(tái)深圳 56臺(tái)杭州 42臺(tái)北京 56臺(tái)天津 42臺(tái)武漢 52臺(tái)產(chǎn)品分布整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1系統(tǒng)原理圖整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1寧波 9臺(tái)杭州 15臺(tái) 武漢 1臺(tái)整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器 武漢 武漢南車基地 杭州 杭州南車基地 寧波 寧波南車基地地鐵供電系統(tǒng)4.1系統(tǒng)原理圖整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝

11、置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1 廣州 1套 株洲 1套 昆明 1套 北京 2套整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器 北京 北京地鐵14號(hào)線 株洲 磁浮試驗(yàn)線 昆明 昆明南車動(dòng)調(diào)基地 廣州 廣州地鐵四號(hào)線地鐵供電系統(tǒng)4.1系統(tǒng)原理圖整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器 長(zhǎng)春 長(zhǎng)春客車廠 天津 天津南車基地 上海 上海磁浮線 杭州 杭州南車基地 寧波 寧波南車基地 泉州 泉州北車基地 廣州 廣州地鐵6號(hào)線 鋪鎮(zhèn) 鋪鎮(zhèn)廠 株洲 株機(jī)公司廣州 16

12、套上海 1套泉州 2套長(zhǎng)春 3套天津 1套杭州 1套寧波 1套鋪鎮(zhèn) 1套株洲 1套 南京 南京 唐山 唐客廠地鐵供電系統(tǒng)4.1整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器地鐵供電系統(tǒng)4.1整流器直流開關(guān)柜能量回饋裝置能量吸收裝置GIS開關(guān)柜整流變壓器指定變壓器廠商合作開發(fā)整流變壓器能饋?zhàn)儔浩鞯罔F供電系統(tǒng)4.1超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2成套充電裝置超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2 車輛條件 選用現(xiàn)代儲(chǔ)能式有軌電車，采用車站充電。車載儲(chǔ)能介質(zhì)為超級(jí)電容，車輛主要技術(shù)參數(shù)如下：1. 最高運(yùn)行速度：70km/h2. 供電電壓： DC 750V3. 電壓波動(dòng)范圍 ：DC 500 90

13、0V4.編組：開通年至近期：4模塊列車遠(yuǎn)期：6模塊列車超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2 車輛條件序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)1最高電壓900V2最大持續(xù)充電電流600A3電容量40.7F4單體電容容量7000F5單體電容工作時(shí)最高電壓2.7V6單體電容短時(shí)最高電壓2.85V7單體電容的串并聯(lián)數(shù)量688車載儲(chǔ)能單元主要技術(shù)參數(shù) 4模塊列車，3組儲(chǔ)能單元；6模塊列車，4組儲(chǔ)能單元。有軌電車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)正常情況下車載儲(chǔ)能裝置的工作電壓不低于500V，緊急情況下牽引可以不低于450V。 4模塊列車的充電電流允許峰值為2700A。超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2DCDCDCDC變壓器成套整流調(diào)壓充電裝置上網(wǎng)隔離開關(guān)柜充電網(wǎng)

14、10kV開關(guān)柜控制信號(hào)屏上行充電軌上行鋼軌下行充電軌下行鋼軌低壓開關(guān)柜動(dòng)力變壓器主主回回路路示示意意圖圖超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2 設(shè)備布置圖10kV開關(guān)柜整流變壓器整流調(diào)壓充電裝置交直流屏動(dòng)力變壓器交直流屏10kV開關(guān)柜整流變壓器整流調(diào)壓充電裝置上網(wǎng)隔離開關(guān) 0.4kV開關(guān)柜預(yù)留空間俯視圖正視圖超級(jí)電容有軌電車供電系統(tǒng)4.2主要控制要求：n 快速充電策略（恒流/恒壓）n 接觸網(wǎng)電壓安全防護(hù)n 抑制燃弧策略充電站車站車輛接觸網(wǎng)直流電纜受電弓接觸網(wǎng)電壓信號(hào)電壓傳感器V1試驗(yàn)資源u 鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心牽引電氣設(shè)備檢驗(yàn)站u 株洲變流技術(shù)國(guó)家工程研究中心實(shí)驗(yàn)中心u 中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員

15、會(huì)（CNAS）認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室u 機(jī)車和動(dòng)車組牽引與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室u 中鐵鐵路產(chǎn)品認(rèn)證中心（CRCC）簽約實(shí)驗(yàn)室4.3公司資源簡(jiǎn)介2生產(chǎn)制造資源軌道交通制造基地河西工業(yè)園制造基地功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)基地廠房使用面積33266m2，以雙極型功率整流管、晶閘管、GTO、IGCT生產(chǎn)為主，同時(shí)建有國(guó)內(nèi)第一條大功率IGBT的封裝制造基地。廠房使用面積38850m2，以國(guó)家干線鐵路和城市軌道交通用的各種功率變流器、電子控制產(chǎn)品、插件、屏柜生產(chǎn)為主。廠房使用面積12718.8m2，以工程機(jī)械控制及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中小功率變流器生產(chǎn)為主。廠房使用面積3000m2，以城軌地鐵主輔變流器、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為主。沈陽(yáng)制造基地4.3公司資源簡(jiǎn)介2生產(chǎn)制造資源SMT生產(chǎn)線變流器生產(chǎn)線功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線插件組裝生產(chǎn)線 具備年生產(chǎn)控制插件60萬(wàn)塊、電力機(jī)車牽引及控制系統(tǒng)1000臺(tái)套、城軌40列、動(dòng)車60列、鐵路工程養(yǎng)路機(jī)械200臺(tái)套、安全監(jiān)控裝置3000臺(tái)套的生產(chǎn)能力。 擁有13條專業(yè)化變流器生產(chǎn)線，主要從事軌道交通和機(jī)車車輛的電氣控制裝置、變流裝置、網(wǎng)絡(luò)控制裝置、安全監(jiān)控裝置、中小功率變流器的專業(yè)制造。4.3公司資源簡(jiǎn)介3市場(chǎng)資源 合作伙伴4.3公