在轨道交通运营的过程中,能耗消耗主要是以电能的形式所消耗的,基本上不消耗其他的能源,耗电可以将其归结为车辆运行的牵引耗电车站空调和车辆空调以及其他设备耗电。下面是对耗电量具体的阐述。39012
城市轨道交通系统给我们提供了很大的便利,使我们能够准时的上下班,告别堵车的烦恼,但是在城市轨道交通中令人担忧的是就是其运行所消耗的能耗,在城市轨道交通能耗的消耗大致如下,牵引供电所消耗的能耗大约占到总能耗的40%-50%;通风空调所消耗的能耗大致为25%-35%;电扶梯的能耗大约占总能耗的10%-14%;照明所消耗的能耗8%-12%;给排水2%-4%;弱电系统所消耗的能耗大致为1%-3%;其他能耗占1%-2%。论文网
能源消耗总量过大是目前城市轨道交通面临的一大问题。这也是导致轨道交通成本高居不下关键问题所在。在上述的阐述中,我们不难发现,在列车所消耗的能耗中,有大约50%的能耗是来自于牵引能耗。根据运营很多年的大型城市的经验,牵引供电系统和通风空调系统这两个部分为轨道交通系统中用电的大户,如何降低列车的牵引能耗问题是解决轨道交通运行成本过高的根本原因和重中之重。
为了降低列车的运行成本和降低能耗,我国制定了一下的几条措施
(1) 有条件的线路全部设置节能坡
(2) 车辆节能
(3) 供电系统节能
(4) 通风系统节能
(5) 设备监控节能
(6) 自动扶梯节能
(7) 给排水系统节能
(8) 车站综合UPS电源系统
目前,国内各个新线的建设都非常重视节能减耗的工作,从空调、供电、照明、扶梯等各系统设备采用了新型的节能产品。比如节能灯,变频空调等新型的节能技术。
能耗计算研究现状
在国外,对于电力机车能耗的研究发展较早,并取得了一系列的研究成果。对于电力机车检测系统的研究和开发,国外已有很多年的历史,并设计、开发出了许多先进的系统,这些系统能够将能耗监测、状态监测以及列车控制综合为一个整体,大约20世纪60年代,美国铁路开发的TPC(Train Performance Calculator)计算包[1]。这是一个列车牵引计算的通用计算器,可以根据线路纵断面和编组,计算列车运行时分,评价机车牵引性能。UTRAS[1]系统是由日本交通控制实验室研制的,20世纪90年代应用的一种通用意义的铁路模拟系统。这个系统通过列车牵引计算,从而分心不同的列车模型对运营的影响,不相同的信号对运营的影响。为列车的单位合力、速度-时间、位移-时间、能耗计算提供系统的指导。
北京交通大学科技发展中心王烈等人进行了《针对机车能耗开展科学研究》项目,针对机车能耗分析中存在的相关问题,通过分析影响机车运行过程中各技术条件和管理等因素,运用技术与经济相结合的方法,建立了相应的机车简化能耗技术经济分析与预测模型,在建立该模型的基础上采用了面向对象的开发语言和高效的程序设计工具PowerBuilder作为前台开发工具,研发了机车能耗计算系统软件,提供了一种操作简便、结果科学的电算化方法。该软件能够完成国内内燃、电力以及动车组列车在不同运行条件下的能耗计量以及相关影响因素的分析,从而代替了低效、繁琐的手工计算方式,提高了工作效率并保证了其运算结果的准确性。
文献[2]提出了国内学者为了研究机车最优操纵,对牵引能耗仿真计算模型进行了大量的研究。Sidelnikov在1965年、Erofeyev在1967年运用动态规划化[2],离散型数学解析优化方法求解水平轨道无限速的类车运行模型。后来部分学者采用了“常坡假定”(没有陡坡段)模型[2]在列车控制中,采用常数控制,并假定控制目标线性化。此外还有变坡模型[2]即假定列车运行坡道的坡度是变化的,同时假定连续性的牵引力、制动力模型。
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