產(chǎn)品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
少用電 用好電 再生電 存儲(chǔ)電 防爆電
解決方案
青鐵探秘官 帶你看地鐵 | 能量循環(huán)的引擎——飛輪儲(chǔ)能裝置
當(dāng)?shù)罔F列車風(fēng)馳電掣穿梭于地下
車站燈光明亮、廣播清晰、列車平穩(wěn)運(yùn)行
你是否想過(guò)背后的能量之源
“隱形能量守護(hù)者”系列報(bào)道今日繼續(xù)
帶你探秘青島地鐵“智慧能源”體系
認(rèn)識(shí)保障這一切的幕后力量
第二站，聚焦能量的瞬時(shí)守護(hù)者——
飛輪儲(chǔ)能裝置
我們將揭開(kāi)這個(gè)靜默旋轉(zhuǎn)的能量裝置
了解它如何通過(guò)物理儲(chǔ)能
實(shí)現(xiàn)極速響應(yīng)，保障地鐵供電無(wú)間斷
當(dāng)你搭乘地鐵感受便捷出行時(shí)，是否曾想過(guò)列車每次減速進(jìn)站時(shí)，那巨大的動(dòng)能去了哪里？在傳統(tǒng)模式下，這份能量大多以熱能形式散失于空氣中。如今，青島地鐵借助“飛輪儲(chǔ)能”這一尖端技術(shù)，將制動(dòng)能量高效回收并儲(chǔ)存，變廢為寶。
飛輪，可喻為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的“能量陀螺”。其核心原理是通過(guò)磁懸浮轉(zhuǎn)子在真空環(huán)境中高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能與動(dòng)能之間的雙向轉(zhuǎn)換。充電時(shí)，飛輪儲(chǔ)能裝置如同電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)轉(zhuǎn)子飛速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)，完成能量?jī)?chǔ)存；放電時(shí)，它又變身發(fā)電機(jī)，將儲(chǔ)存的動(dòng)能重新轉(zhuǎn)化為電能，精準(zhǔn)回饋至供電系統(tǒng)。
飛輪儲(chǔ)能能量轉(zhuǎn)換示意圖
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心在于磁懸浮轉(zhuǎn)子高效旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)電能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。在列車制動(dòng)階段，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕獲并儲(chǔ)存制動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)；而當(dāng)列車啟動(dòng)加速時(shí)，儲(chǔ)能裝置則將動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)化為電能，助力列車啟航，大幅提升能量再利用效率。
飛輪儲(chǔ)能技術(shù)原理
相較于其他儲(chǔ)能形式，飛輪儲(chǔ)能具備五大優(yōu)勢(shì)，一是充放電迅捷，可在數(shù)秒內(nèi)提供大功率電能，綜合效率高達(dá)90%–95%；二是綠色環(huán)保，運(yùn)行中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好；三是高效節(jié)能，能量轉(zhuǎn)換效率約95%，熱損耗極低；四是控制精準(zhǔn)，放電深度與剩余電量可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于系統(tǒng)調(diào)控；五是壽命長(zhǎng)久，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本低，可靠性強(qiáng)。
積極響應(yīng)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，青島地鐵聯(lián)合國(guó)內(nèi)頂尖科研機(jī)構(gòu)與龍頭企業(yè)，共同推進(jìn)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。2022年3月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置在3號(hào)線萬(wàn)年泉路站成功投運(yùn)，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，并于次年4月進(jìn)入試運(yùn)行。作為行業(yè)首創(chuàng)，該裝置具有高功率密度、高節(jié)能率和高可靠性等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)日均節(jié)電約1600度，年節(jié)電量超過(guò)50萬(wàn)度，節(jié)能效果顯著。
由此起步，飛輪儲(chǔ)能在青島地鐵實(shí)現(xiàn)快速推廣——從3號(hào)線的科研試點(diǎn)，擴(kuò)展至6號(hào)線新建線路的大規(guī)模應(yīng)用，并進(jìn)一步改造藍(lán)谷快線、2號(hào)線等既有線路，完成從“單點(diǎn)示范”到“全面鋪開(kāi)”的跨越。
飛輪儲(chǔ)能裝置
但這，僅僅是青島地鐵智慧能源體系的冰山一角。在構(gòu)建更高效、更智能、更綠色的軌道交通能源系統(tǒng)之路上，青島地鐵持續(xù)探索。如何讓地鐵供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“能量回流”？如何讓供電系統(tǒng)擁有“感知”與“決策”能力？如何讓陽(yáng)光也參與驅(qū)動(dòng)列車前行？答案，藏在接下來(lái)的每一篇探索中。
新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司
新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司是由青島地鐵集團(tuán)產(chǎn)投公司與山東能源下屬新風(fēng)光電子科技股份有限公司合資成立的高新技術(shù)企業(yè)，成立于2023年1月10日，注冊(cè)資本8000萬(wàn)元人民幣。公司專注于軌道交通行業(yè)節(jié)能控制技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，在北京、青島、蘇州、濟(jì)南、西安、鄭州、深圳等地設(shè)有服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。
以全控型電力電子器件組成的變換器，交流側(cè)通過(guò)隔離變壓器連接中壓交流電網(wǎng)，直流側(cè)連接直流牽引電網(wǎng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)中的電壓、電流參數(shù)判斷直流側(cè)電網(wǎng)上的列車運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)入可控整流模式或逆變回饋模式。
技術(shù)特點(diǎn)
◆ 能夠?yàn)榱熊囂峁?qū)動(dòng)電能，又能吸收列車的再生制動(dòng)能量，實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)。
◆ 具備無(wú)功補(bǔ)償功能和直流融冰功能，提高線路安全運(yùn)行系數(shù)。
◆ 被應(yīng)用于高海拔地區(qū)軌道交通項(xiàng)目，適應(yīng)性強(qiáng)。
新風(fēng)光的創(chuàng)新儲(chǔ)能產(chǎn)品，能在列車進(jìn)站制動(dòng)時(shí)吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)；當(dāng)列車出站加速時(shí)，飛輪釋放能量，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，釋放能量供列車使用。
技術(shù)特點(diǎn)
◆ 高效率：能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 85%-90%。
◆ 快速響應(yīng)：能夠在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)充放電。
◆ 長(zhǎng)壽命：理論上可進(jìn)行數(shù)十萬(wàn)次充放電循環(huán)。
◆ 環(huán)境友好：無(wú)化學(xué)污染，不需要冷卻或維護(hù)電池。
◆ 軌道交通能量回饋裝置業(yè)務(wù)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)均排名第一，市場(chǎng)占有率穩(wěn)居全國(guó)第一。
◆ 軌道交通能量回饋裝置已成功打入北京、成都、深圳、鄭州等20多個(gè)城市地鐵系統(tǒng)。
◆ 參與制定國(guó)際、國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是軌道交通 "制動(dòng)能量吸收裝置" 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)牽頭起草單位。
◆ 建有山東省軌道交通牽引與控制工程研究中心等12個(gè)省級(jí)及以上科技創(chuàng)新平臺(tái)。
◆ 新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
◆ 與重慶交通大學(xué)、西南交通大學(xué)聯(lián)合申報(bào)的項(xiàng)目《列車智能駕駛優(yōu)化決策控制與再生制動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)》榮獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
◆ 該項(xiàng)目被評(píng)價(jià)為 "達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平"，其中列車再生制動(dòng)能量吸收利用管理與控制技術(shù)達(dá)到 "國(guó)際領(lǐng)先水平"。
飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用與成就
青島地鐵 11 號(hào)線復(fù)合型儲(chǔ)能項(xiàng)目
2024年初，新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司聯(lián)合青島東湖綠能，在青島地鐵11號(hào)線改造加裝了6臺(tái)兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置+12臺(tái)能量回饋裝置，正式投入試運(yùn)行。
項(xiàng)目成就
◆ 這是該方案在城軌行業(yè)國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的應(yīng)用，是新風(fēng)光與青島東湖綠能在軍轉(zhuǎn)民產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用合作上的標(biāo)桿性樣板工程。
◆ 項(xiàng)目并網(wǎng)投用后，通常情況下日節(jié)電12000度以上，相當(dāng)于車輛每跑一公里，就比之前省1度電
◆ 單線預(yù)計(jì)年均節(jié)省電費(fèi)約310多萬(wàn)元，年均凈節(jié)電量可達(dá)到430余萬(wàn)度、減少二氧化碳排放量約4000噸。
◆ 30 年壽命期內(nèi)節(jié)電凈收益約9150萬(wàn)元。
國(guó)內(nèi)首條主動(dòng)式牽引供電裝置
2023年，新風(fēng)光的國(guó)內(nèi)首條主動(dòng)式牽引供電裝置在云南麗江1號(hào)線投運(yùn)，進(jìn)一步鞏固了公司在軌道交通節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
新風(fēng)光持續(xù)加大飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)投入，取得多項(xiàng)技術(shù)突破：
◆ 開(kāi)發(fā)了構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)，能更好適配風(fēng)光大基地項(xiàng)目。
◆ 研發(fā)的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)已應(yīng)用于多個(gè)軌道交通項(xiàng)目和電網(wǎng)調(diào)頻項(xiàng)目，展現(xiàn)了良好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
總結(jié)
新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司作為軌道交通節(jié)能控制技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，憑借在制動(dòng)能量吸收裝置、雙向變流裝置、飛輪儲(chǔ)能裝置等產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新能力，已在國(guó)內(nèi)軌道交通市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位。特別是在飛輪儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用方面，公司通過(guò)青島地鐵11號(hào)線復(fù)合型儲(chǔ)能項(xiàng)目等標(biāo)桿工程，展現(xiàn)了其在軌道交通節(jié)能領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力和技術(shù)水平。未來(lái)，新風(fēng)光將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，推動(dòng)軌道交通行業(yè)向更加綠色、高效、智能的方向發(fā)展。
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