在雙碳戰(zhàn)略與智慧城軌建設(shè)雙重導(dǎo)向下，城市軌道交通行業(yè)加速從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向能效提質(zhì)。山大華天聚焦城軌供電全鏈路電能質(zhì)量治理與再生制動(dòng)能量回收，憑借多城市成熟落地工程與實(shí)測(cè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)，打造可復(fù)制、高可靠的標(biāo)桿項(xiàng)目，為各地軌道交通線路提供完整解決方案。
軌道交通行業(yè)主要電能質(zhì)量問題
一、諧波污染
城市軌道交通供電系統(tǒng)含有大量的電力電子設(shè)備，不僅消耗無功功率，也產(chǎn)生大量的諧波，如列車牽引系統(tǒng)中的整流機(jī)組會(huì)產(chǎn)生高次諧波。地鐵站中廣泛應(yīng)用的大量辦公設(shè)備、消防設(shè)施、環(huán)控設(shè)備、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、燈具、電梯、空調(diào)等，在工作過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。一方面產(chǎn)生的大量諧波電流注入電網(wǎng)，增加諧波損耗，影響公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電安全；另一方面產(chǎn)生的電力諧波對(duì)軌道交通相關(guān)機(jī)電設(shè)備造成影響。
二、無功功率
在軌道交通供電系統(tǒng)中，用電設(shè)備多為感性負(fù)荷。不同的設(shè)備功率因數(shù)會(huì)不同，動(dòng)力負(fù)荷的功率因數(shù)最低，照明負(fù)荷的功率因數(shù)次之，牽引負(fù)荷的功率因數(shù)最高。白天高峰時(shí)段，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生感性無功，而在夜間休車時(shí)段，由于供電系統(tǒng)電纜的充電無功效應(yīng)，產(chǎn)生了大量的容性無功，倒送到電力系統(tǒng)，降低了軌道交通供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。
三、制動(dòng)能量浪費(fèi)
對(duì)于城市地鐵，普遍存在制動(dòng)能量浪費(fèi)的問題。由于地鐵站間距較短，列車需要頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)。發(fā)車密度較大時(shí)，列車制動(dòng)能量可以部分（一般為20%-80%）被相鄰列車吸收利用，剩余部分則被車載制動(dòng)電阻以發(fā)熱的形式消耗。而當(dāng)列車發(fā)車密度較低時(shí)，再生能量被其它相鄰車輛吸收的概率將大大降低。總之，現(xiàn)有地鐵列車的制動(dòng)電能未被有效利用，多余能量只能被電阻以發(fā)熱的形式消耗掉，存在很大的能源浪費(fèi)。同時(shí)，散發(fā)的熱量會(huì)引起隧道的溫升，加重空調(diào)和通風(fēng)設(shè)施的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步加大能源浪費(fèi)，這就與地鐵建設(shè)節(jié)能環(huán)保的出發(fā)點(diǎn)相悖。
核心解決方案
針對(duì)以上行業(yè)共性痛點(diǎn)，山東山大華天依托電力電子核心技術(shù)，打造主變電所高壓 SVG、降壓變電所 HTQF 有源濾波器、牽引變電所再生制動(dòng)能量利用裝置三位一體綜合治理方案，覆蓋諧波治理、無功補(bǔ)償、制動(dòng)能量回收全場景，形成標(biāo)準(zhǔn)化成熟工程案例。
1、主變電所：高壓 SVG
解決110kV/35kV電網(wǎng)側(cè)無功波動(dòng)、電壓閃變、諧波傳導(dǎo)問題，動(dòng)態(tài)雙向補(bǔ)償容性/感性無功，穩(wěn)定上級(jí)電網(wǎng)電能質(zhì)量。
2、降壓變電所：HTQF有源濾波柜
適配車站0.4kV動(dòng)力照明負(fù)荷，全次諧波濾除、三相不平衡治理、無功補(bǔ)償一體化，適配多品牌成套柜體，模塊化、整柜兩種供貨模式可選。
3、牽引變電所：再生制動(dòng)能量利用三大產(chǎn)品線
HTRF再生制動(dòng)能量逆變回饋裝置：將制動(dòng)電能逆變?yōu)楣ゎl交流電回饋電網(wǎng)，適配多數(shù)既有線路改造；
HTRFE整流回饋一體裝置：新建線路代表方案，替代傳統(tǒng)整流器，整流、回饋、補(bǔ)償、融冰四合一；
HTRES再生制動(dòng)能量電容儲(chǔ)能裝置（簡稱電容型）：制動(dòng)能量就地存儲(chǔ)，列車啟動(dòng)瞬時(shí)釋放，回饋效率更高；
HTREC再生制動(dòng)能量電阻吸收裝置（簡稱電阻型）：低成本基礎(chǔ)穩(wěn)壓方案，將再生制動(dòng)能量通過制動(dòng)電阻以熱量的形式消耗掉，達(dá)到穩(wěn)定直流母線的目的。
建設(shè)成效
1、全站電流諧波畸變率降至國標(biāo)限值以內(nèi)，變壓器、電纜溫升顯著下降，設(shè)備運(yùn)維周期延長；
2、功率因數(shù)穩(wěn)定維持 0.98 以上，消除無功罰款；
3、節(jié)能降耗，全線每日回收巨量再生電能，大幅降低地鐵總用電量，減少隧道散熱負(fù)荷；
4、實(shí)時(shí)穩(wěn)定直流牽引母線電壓，抑制列車啟停帶來的電壓沖擊，保障自動(dòng)駕駛、信號(hào)系統(tǒng)可靠運(yùn)行；
5、消除制動(dòng)電阻發(fā)熱損耗，降低環(huán)控空調(diào)能耗，助力地鐵達(dá)成綠色低碳運(yùn)營指標(biāo)。
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案例遍及全國
截至目前，山大華天電能質(zhì)量治理設(shè)備已落地30多座城市、100 余條地鐵線路，覆蓋國內(nèi)華北、華東、華南、西南、西北全域重點(diǎn)軌道交通項(xiàng)目。
依托全流程工程服務(wù)能力，可對(duì)接地鐵建設(shè)公司、成套設(shè)備廠、機(jī)電總包單位，提供前期勘測(cè)、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、現(xiàn)場調(diào)試、售后運(yùn)維一站式服務(wù)，適配新建線路、既有線節(jié)能改造兩大市場需求。
