上海地铁11号线列车牵引能耗分析

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1、万方数据上海地铁11号线列车牵引能耗分析AnalysisoftheTrain’STractionEnergyConsumptionofShanghaiMetroLine11李济棋(上海轨道交通维护保障中心车辆公司，上海201804)摘要：介绍了上海地铁11号线列车的电气系统，对牵引系统的能耗进行了深入分析，给出了影响牵引能耗的最重要的几个因素。针对某区间内列车的能耗进行了定量分析，建立的Matlab仿真软件可以较好地估算出列车的能耗。针对11号线各区间内的列车能耗的测试分析表明，该线路列车的再生制动能量回馈系数较高，列车的牵引能耗水平较低。关键词：地铁列车能耗仿真再生制动能

2、量DoI：10．3969／j．issn．1007—080x．2013．06．006Abstract：Atfirst，thisarticleintroducestheelectricsystemstructureofthemetrotrainoftheShanghaimetroline11．Then，thetractionsystemenergyconsumptionofthesingletrainiselaboratelyanalyzed，andthekeyfactorsimpactingonthetractionenergyaregiven．Quantitativeana

3、lysisaboutthetraintractionenergyinoneintervaliscarriedout．ThesimulationsoftwarebasedonMatlabcalculatestheaccurateenergyconsumptioncomparedwiththetestdata．Finally，thetractionenergyconsumptionofeveryintervalofline1aremeasuredandanalyzed．Theresultsshowthatthetrain’Sregenerativebrakingenergyra

4、tioofline1ishigh，andthetrain’Stractionenergylevelislow．Keywords：metrotrainenergyconsumptionsimulationregenerativebrakingenergy0引言地铁作为城市轨道交通的主体，同时也是城市的用电大户，其电能耗在城市供电系统中占有很大一部分。近些年来，针对地铁列车的牵引能耗研究及列车制动能量的回收再利用始终是研究热点。本文在分析列车的牵引运行能耗的基础上，提出了针对性的相关能耗指标，有助于进一步降低城市地铁系统的能耗。上海地铁牵引供电是额定电压为1500V的直流电(允

5、许波动范围是1000～1800v)⋯。其中上海地铁11号线列车是南车株洲电力机车厂制造的车辆，其牵引系统由德国西门子设计制造，最高车速100km／h，目前在上海地铁中为最高，所以对该线路列车牵引能耗的研究具有代表性。1地铁列车的电气牵引系统上海地铁11号线车辆采用6节编组，动车、拖车混编的列车编组方式。动车(M)分为有受电弓的动车(M。)和无受电弓的动车(M)；拖车(T)为有驾驶室的拖车(T。)。列车的整体结构为如图1所示的4动2拖(T。-M，-M-M—M，·T。)，每节动车安装有4台交流牵引电机，共安装3个辅助逆变器和3个带蓄电池充电器的辅助逆变器。1节动车的电气牵引系统

6、结构如图2所示。车辆作者简介：李济棋1973年生，大学本科，工程师。主要研究方向为电动列车技术、设备以可靠性为中心的雏护保养技术等。32机电一体化I2013．6万方数据iiiiiiiI—————————I—'——。I—r—llF—ii1"—1—函iiiiiiResearch．Developmentl圆园圃M●_———==，————一—=7——图1上海地铁i1号线车辆电气系统连接图电气系统主要包括K。、K：、K，和尺组成的快速开关电路，以及由LC组成的列车滤波电路、制动电阻及其控制电路、主逆变器及控制系统、牵引电机组、辅助电气系统等。图21节动车的电气系统结构图2列车牵引功率

7、与能耗相关因素地铁列车的基本运行状态有牵引(包括恒牵引力与恒功率区域)、惰行和制动。在牵引工况中，列车在牵引力作用下进行加速或者匀速巡航运行，此时列车消耗电能，将其转变为机械能。在惰行工况中，牵引电气系统不工作，列车在线路阻力作用下速度缓慢减小；当列车在平直线路运行时，列车处于近似匀速情况下，此时列车既不消耗电能，也不向电网反馈电能。在制动工况中，列车在制动力作用下进行降速，牵引电机首先处于发电状态，将列车动能直接转换为电能，通过图2中的主逆变器、线路滤波器后将电能反馈到1500V高压母线中，直至网压达到1800V