重载铁路再生制动能量利用方案研究*

刘华伟 耿安琪 何正友 胡海涛 张宏伟

(1.神华包神铁路集团有限责任公司 包头 014010；2.西南交通大学电气工程学院 成都 611756)

1 引言

2019 年，全国铁路货运总发送量完成43.98 亿吨，增长7.2%[1]。《中国制造2025》[2]提出：“需要铁路加强科技创新和自主创新，提高智能、绿色、高端装备比例，全面提升铁路装备现代化水平”。因此，通过新型技术、新装备实现重载铁路的节能、节电、增效，提高系统的电能质量等具有重要的理论与实际意义。列车再生制动时优先采用再生制动方式，制动过程会产生大量的再生制动能量[3]。在重载、长大坡道线路或铁路枢纽站所，列车再生制动能量甚至可达到牵引能量的10%～30%[4]。因此，如何提高重载铁路的再生制动利用率是实现重载铁路节能运行的重要因素。

目前再生制动能量的吸收主要分为耗散型、能馈型和储能型三种[5]。耗散型再生制动能量吸收方式是通过电阻消耗多余的再生制动能量，它结构简单、实现成本较低，但是会把再生制动能量白白浪费掉。能馈型再生制动能量吸收方式是通过逆变装置将能量回馈至交流电网供其他用电设备使用，由于电力部门反向正计的计价方式，给铁路部门带来了较大的经济损失。储能型是指在牵引供电系统中构建储能装置接口电路，将动车组产生的多余再生制动能量存储到相关储能介质中，并将其供给牵引负荷或其他负荷使用[6-7]。储能型方案具有削峰填谷、灵活性高等优势，是近年来研究的热点[8]。随着现代储能技术的发展，储能技术在电力系统的应用涉及发、输、配、用各个环节[9-10]。……