產(chǎn)品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
少用電 用好電 再生電 存儲電 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)運行
你是否想過背后的能量之源
“隱形能量守護(hù)者”系列報道今日繼續(xù)
帶你探秘青島地鐵“智慧能源”體系
認(rèn)識保障這一切的幕后力量
第二站，聚焦能量的瞬時守護(hù)者——
飛輪儲能裝置
我們將揭開這個靜默旋轉(zhuǎn)的能量裝置
了解它如何通過物理儲能
實現(xiàn)極速響應(yīng)，保障地鐵供電無間斷
當(dāng)你搭乘地鐵感受便捷出行時，是否曾想過列車每次減速進(jìn)站時，那巨大的動能去了哪里？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“飛輪儲能”這一尖端技術(shù)，將制動能量高效回收并儲存，變廢為寶。
飛輪，可喻為一個高速旋轉(zhuǎn)的“能量陀螺”。其核心原理是通過磁懸浮轉(zhuǎn)子在真空環(huán)境中高速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電能與動能之間的雙向轉(zhuǎn)換。充電時，飛輪儲能裝置如同電動機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為動能，推動轉(zhuǎn)子飛速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)，完成能量儲存；放電時，它又變身發(fā)電機(jī)，將儲存的動能重新轉(zhuǎn)化為電能，精準(zhǔn)回饋至供電系統(tǒng)。
飛輪儲能能量轉(zhuǎn)換示意圖
飛輪儲能系統(tǒng)的核心在于磁懸浮轉(zhuǎn)子高效旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)電能與動能的相互轉(zhuǎn)化。在列車制動階段，該系統(tǒng)實時捕獲并儲存制動能量，驅(qū)動飛輪高速旋轉(zhuǎn)；而當(dāng)列車啟動加速時，儲能裝置則將動能迅速轉(zhuǎn)化為電能，助力列車啟航，大幅提升能量再利用效率。
飛輪儲能技術(shù)原理
相較于其他儲能形式，飛輪儲能具備五大優(yōu)勢，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，運行中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(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時監(jiān)測，便于系統(tǒng)調(diào)控；五是壽命長久，運行穩(wěn)定，維護(hù)成本低，可靠性強(qiáng)。
積極響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略，青島地鐵聯(lián)合國內(nèi)頂尖科研機(jī)構(gòu)與龍頭企業(yè)，共同推進(jìn)飛輪儲能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。2022年3月，國內(nèi)首臺完全自主知識產(chǎn)權(quán)的兆瓦級飛輪儲能裝置在3號線萬年泉路站成功投運，打破了國外技術(shù)壟斷，并于次年4月進(jìn)入試運行。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，可實現(xiàn)日均節(jié)電約1600度，年節(jié)電量超過50萬度，節(jié)能效果顯著。
由此起步，飛輪儲能在青島地鐵實現(xiàn)快速推廣——從3號線的科研試點，擴(kuò)展至6號線新建線路的大規(guī)模應(yīng)用，并進(jìn)一步改造藍(lán)谷快線、2號線等既有線路，完成從“單點示范”到“全面鋪開”的跨越。
飛輪儲能裝置
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？如何讓陽光也參與驅(qū)動列車前行？答案，藏在接下來的每一篇探索中。
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，注冊資本8000萬元人民幣。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。
以全控型電力電子器件組成的變換器，交流側(cè)通過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)上的列車運行狀態(tài)，自動進(jìn)入可控整流模式或逆變回饋模式。
技術(shù)特點
◆ 能夠為列車提供驅(qū)動電能，又能吸收列車的再生制動能量，實現(xiàn)電能的雙向流動。
◆ 具備無功補(bǔ)償功能和直流融冰功能，提高線路安全運行系數(shù)。
◆ 被應(yīng)用于高海拔地區(qū)軌道交通項目，適應(yīng)性強(qiáng)。
新風(fēng)光的創(chuàng)新儲能產(chǎn)品，能在列車進(jìn)站制動時吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換為動能，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)；當(dāng)列車出站加速時，飛輪釋放能量，將動能轉(zhuǎn)化為電能，釋放能量供列車使用。
技術(shù)特點
◆ 高效率：能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 85%-90%。
◆ 快速響應(yīng)：能夠在毫秒級時間內(nèi)實現(xiàn)充放電。
◆ 長壽命：理論上可進(jìn)行數(shù)十萬次充放電循環(huán)。
◆ 環(huán)境友好：無化學(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)在國際和國內(nèi)均排名第一，市場占有率穩(wěn)居全國第一。
◆ 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多個城市地鐵系統(tǒng)。
◆ 參與制定國際、國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是軌道交通 "制動能量吸收裝置" 國家標(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個省級及以上科技創(chuàng)新平臺。
◆ 新風(fēng)光（青島）交通科技有限公司被認(rèn)定為國家級高新技術(shù)企業(yè)。
◆ 與重慶交通大學(xué)、西南交通大學(xué)聯(lián)合申報的項目《列車智能駕駛優(yōu)化決策控制與再生制動關(guān)鍵技術(shù)》榮獲科技進(jìn)步獎二等獎。
◆ 該項目被評價為 "達(dá)到國際先進(jìn)水平"，其中列車再生制動能量吸收利用管理與控制技術(shù)達(dá)到 "國際領(lǐng)先水平"。
飛輪儲能應(yīng)用與成就
青島地鐵 11 號線復(fù)合型儲能項目
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號線改造加裝了6臺兆瓦級飛輪儲能裝置+12臺能量回饋裝置，正式投入試運行。
項目成就
◆ 這是該方案在城軌行業(yè)國內(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)計年均節(jié)省電費約310多萬元，年均凈節(jié)電量可達(dá)到430余萬度、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9150萬元。
國內(nèi)首條主動式牽引供電裝置
2023年，新風(fēng)光的國內(nèi)首條主動式牽引供電裝置在云南麗江1號線投運，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)加大飛輪儲能技術(shù)研發(fā)投入，取得多項技術(shù)突破：
◆ 開發(fā)了構(gòu)網(wǎng)儲能技術(shù)，能更好適配風(fēng)光大基地項目。
◆ 研發(fā)的飛輪儲能系統(tǒng)已應(yīng)用于多個軌道交通項目和電網(wǎng)調(diào)頻項目，展現(xiàn)了良好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)價值。
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)，憑借在制動能量吸收裝置、雙向變流裝置、飛輪儲能裝置等產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新能力，已在國內(nèi)軌道交通市場占據(jù)領(lǐng)先地位。特別是在飛輪儲能技術(shù)應(yīng)用方面，公司通過青島地鐵11號線復(fù)合型儲能項目等標(biāo)桿工程，展現(xiàn)了其在軌道交通節(jié)能領(lǐng)域的強(qiáng)大實力和技術(shù)水平。未來，新風(fēng)光將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級，推動軌道交通行業(yè)向更加綠色、高效、智能的方向發(fā)展。
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