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引言
城市轨道交通通常是以电能作为动力，以实现运输客流的目的。现阶段，我国城市轨道交通主要包含：地铁、有轨电车、轻轨、市郊铁路等。至2017年末，我国内地累计已有34个城市开通轨道交通并投入运营，运营里程达5033km，有62个城市的轨道交通线网规划获批；至2020年，全国规划轨道交通的城市达79个，规划总里程达13385km。虽然城市轨道交通较同等运力的其他交通方式而言能耗少，但其运营里程长、运量大，总耗电量大，为降低运行成本，提高经济效益，需采取有效节能措施。
1.轨道交通能耗组成
城市轨道交通系统是由车辆系统、通信系统、信号系统、供电系统、车站系统等组成，其对电力资源及水资源的需求量较大。城市轨道交通也被称为“电老虎”，主要耗电系统就是车辆牵引系统和车站设备系统。据调查，车辆牵引供电系统能耗约占整个城市轨道交通系统总能耗的45%。其中，车辆制动过程中产生的动能并未被回收，造成了能量浪费，此部分损耗的电力资源大约占制动能量的40%。部分地区夏季温度较高，轨道交通中的空调系统需运行5~6个月，此时段的用电量约占轨道交通系统全年用电量的30%。车站电扶梯、照明的能耗约占系统总能耗的20%。另外，若城市轨道交通系统建设过程中未严格依据设计要求或相关规范进行施工，将直接影响轨道交通系统运行过程中的节能效果。
2.城市轨道交通供电系统节能措施
2.1在设计过程中使用仿真分析软件
随着城市轨道交通行业的发展，城市轨道交通供电系统仿真分析软件也逐渐完善，较为出名的就是Netomac软件。此软件的主要作用是模拟列车运行情况及牵引供电设备运行情况。仿真分析软件则可及时监测并分析列车牵引分析、列车供电和电流曲线等数据，进而在设计阶段保障轨道交通系统的节能效果。
2.2选择节能型设备
为实现节能降耗的目的，需选择具有节能效果的电气设备。及时，需选用高效、低能耗、噪音较小的自冷干式变压器作为牵引变压器，究其原因为：与风冷式变压器相比，自冷干式变压器消耗的电能较少。第二，由于轨道交通系统中需要配置大量配电变压器设备，其总能耗较大，因此为降低变压器能耗，需选用节能型配电变压设备，如：卷铁心配电变压器、单相配电变压器等。相较于常规硅钢片变压器而言，非晶合金变压器的节能效果较好，可有效提升轨道交通系统节能效果。第三，为实现节能降耗的目标，需选择2次侧电流为1A的电流互感器。
2.3优化牵引直流系统运行方式
通常情况下，城市轨道交通牵引供电系统使用的是直流供电方式。为降低接触网损耗，一般牵引变电所及接触网均会使用双机组运行及供电方法。在选择整流机组运行方式时，需详细分析有功功率损耗量、无功功率损耗量，以保障整流机组运行方式的合理性（通常选用2台整流机组并联运行方式）。为减少牵引网损耗实现节能降耗的目标，在保障负载率及谐波符合要求的情况下，可关闭1台牵引整流机组，使用单机双边供电方式为轨道交通系统供电。
2.4使用智能照明系统
调查发现，用电成本约占城市轨道交通系统运营成本的40%。现阶段，一些城市的轨道交通系统仍采用粗放式管理方式，此方式对实现节能降耗目标不利。因此，需优化照明配电及控制设计，以保障照明系统节能效果。为实现这一目标，在建设轨道交通系统时，需选用高效、节能灯具。在轨道交通系统中使用智能照明系统与高效、节能灯具，可实现节能目标，同时还可节约轨道交通系统运营成本。比如：200个常规照明灯具的耗电量为400kWh，若使用LED节能灯的耗电量为238kWh，由此可见使用节能型灯具可有效节约电力资源。针对已建成投入使用的城市轨道交通，为降低其照明系统耗电量，需依据功能分区及使用要求，合理使用集中控制、分散控制及自动控制方法，依据实际需求开启或关闭灯具，以实现节约电力资源的目标。
2.5无功补偿及防止过补偿
除上述几点之外，在设计、建设供电系统时，还需充分考虑低压无功补偿的问题。通常情况下，动力照明配电系统中感性负载的无功容量较大，因此无功损耗较大。为实现节能降耗的目标，在设计供电系统与动力照明配电系统时，需充分考虑无功补偿策略，严格控制无功损耗。为避免变电所出现无功电容过补问题，可通过在变电所处配置有源滤波装置，实现治理谐波、电压补偿等目标。
2.6采用再生制动系统
再生制动系统形成的电能可输送到架空线路上，从而供给其他列车。使用此系统可有效降低电能损耗，提高电力资源利用率。但是再生制动系统产生的电流也将影响电压的稳定性。若同一线路区段上没有其他车辆运行，再生制动系统形成的电流将通过制动电阻损耗。若此部分电流未得到充分利用，将浪费大量能源。因此，可利用能量存储设备将这部分电流存储起来。利用能量存储设备将能量存储在列车或线路两侧，也可避免再生电流影响电压的情况。在列车加速时，可使用存储在列车上的能量，以免架空线路，导致电压下降过多。
2.7其他设备系统节能措施
2.7.1自动售检票系统节能措施
在城市轨道交通系统中，自动售检票系统具有节能潜力，因此为实现节能降耗目标，可在保障自动售票机功能的基础上，使用节电计算机操作系统。在选择车站终端设备时，需尽量选择高效、节能型设备。闸机设备、导向设备、自动售票机等设备的LED显示屏可采用高效、节能型LED设施，可有效节约电力资源。
2.7.2自动扶梯节能措施
在自动扶梯设置变频器，不仅可降低扶梯的机械损耗，还可降低配电网的线路损耗。若无人乘坐自动扶梯，可将扶梯设置为节能运行情况。若有人乘坐自动扶梯，则确保扶梯由节能运行状态转换为额定运行速度。
3.结语
综上所述，城市轨道交通运行中将消耗大量电力资源，为实现节能减排的目标，需采取节能措施，降低城市轨道交通对电能的需求。需在城市轨道交通系统中使用先进技术、新产品，提高资源利用率，降低轨道交通运营成本，推动城市轨道交通行业稳定、健康发展。