[科学技术]为了让地铁节能15%，北京交通大学这个团队拼了！

韩伟科技日报记者林丽君

如何降低地铁的耗电量？人坐地铁突然断电怎么办？近日，北京交通大学研究人员自主研发的地面超级电容器/电池混合储能装置在北京地铁八通线梨园站进行了测试，不仅可以回收列车制动能量，还可以在供电系统突然发生故障时，利用储能装置紧急将列车拉到地铁站。

最深的部分是城市轨道交通的地面混合储能装置

据介绍，该项目是北京交通大学电气工程学院杨实验室承担的子项目，也是国家“十三五”重点研发计划“轨道交通系统能耗过程解耦与能效提升关键技术”的子项目，近期已通过专家组验收。专家评审意见认为，该项目已建成城市轨道交通车辆运营与供电系统联合仿真平台；研制了超级电容器/钛酸锂混合储能装置，经第三方评估，平均节能率在15%以上。

实验室主任杨教授一直致力于研究超级电容器储能和再生制动能量在轨道交通中的吸收和利用。2016年，他带领团队开发了国内首套200kw、1mw地面超级电容储能系统，并在北京地铁八通线成功运营。储能装置已在我国多条地铁线路投入运行，节能效果显著。杨告诉记者，随着我国轨道交通运营总里程的快速增长，城市轨道交通系统用电量也逐年增加，占2019年我国总用电量的3‰。轨道交通车辆可再生能源的高效利用将成为城市轨道交通节能的主要手段。

从科研项目立项、理论研究、系统建模与仿真、软硬件设计、样机研发，到设备安装、挂网测试，团队同学深入参与。从项目成立开始，他们就放弃了寒暑假、国庆等假期。为了完成项目，降低地铁能耗，项目组真的很努力！

变电站负责调试的师生与测试列车上的学生沟通，确认设备是否正常投入使用

实验设备安装在北京隆冬时节。为了不影响八通线白天的正常运行，所有的安装和使用工作必须在午夜至凌晨3: 30进行。当驾驶和挂网考试赶上盛夏的时候，地铁站的配电室里没有空谐波风扇，师生的衣服经常又湿又干。“虽然很辛苦，但是值得！通过个人的参与和实践，这个项目为我们提供了一个实践‘知行合一’校训，不断思考解决问题的机会。”博士生团队成员刘玉燕说。

学生在测试过程中观察示波器波形并调试软件

团队研究生杨浩峰全程参与。北京地铁梨园站挂网试验时，必须时刻观察和记录配电室储能装置的试验数据。配电室设备多，噪音大，但为了准确记录测试数据，他和队里其他同学在设备前蹲了一天。“我们都珍惜这个机会。理论和实践还是有差距的。通过亲自参与项目，有助于今后深化研究，解决更多实际应用问题。”杨浩峰说道。

项目组的林飞教授一直驻扎在测试现场。挂网测试每天都要在地铁运营的早、中、晚高峰进行，于是他每天凌晨3点从家里出发，开车到现场将近一个小时，然后投入紧张的准备工作，为地铁运营的早高峰测试做准备。然后利用早、中、晚峰值之间的间隙对实验数据进行分析，整个夏天都在为实验奔波。

测试结束后，指挥司机按照列车上的测试曲线进行操作的学生在列车前合影

“我们的项目自成立以来，吸引了国内外许多科研机构和大学的关注，并陆续收到了许多合作意向。他们相信，此次试验的成功将推动我国轨道交通领域节能技术的进一步完善，推动我国储能技术应用的进一步发展。”杨对说道。本次实验成功测试的混合储能装置是2016年开发的超级电容器储能系统的第二代产品。与第一代纯超级电容储能系统相比，平均每天可多省电150度。

利用超级电容器和钛酸锂电池的储能特性，该团队将列车制动能量再生的电能储存在超级电容器和钛酸锂电池中。列车牵引时，储存的能量被释放出来，使再生的能量得到充分利用。工作日每天节能1500kwh左右，节能率达到13%；周末每天节能约900kwh，节能率超过17%。如果按节约1千瓦时，减少0.977公斤二氧化碳计算，该装置平日每天减少1.46吨二氧化碳，周末每天减少0.88吨二氧化碳。

此外，该装置还可以减少列车基础的制动磨损，降低运行维护成本，延长车辆设备的使用寿命。(照片由受访者提供)