حل توزيع طاقة صديق للبيئة وعالي الكفاءة للنقل بالسكك الحديدية

1. الخلفية الصناعية وتحليل نقاط الألم

1.1 الخلفية الصناعية

يُعد النقل الحضري بالسكك الحديدية من أكبر مستهلكي الطاقة في المدن. يعتمد نظام إمداد طاقة الجر التقليدي على بنية "إمداد طاقة تيار متردد + تقويم على متن القطار"، والتي تعاني من هدر طاقة الكبح التجديدي، وحيز معدات كبير، واستهلاك عالٍ للطاقة. ويمثل إمداد طاقة التيار المستمر بالكامل ثورة تكنولوجية في إمداد طاقة النقل بالسكك الحديدية.

1.2 نقاط الألم الأربع الرئيسية في إمداد طاقة النقل التقليدي بالسكك الحديدية

1.3 الفروق الأساسية بين مصدر طاقة التيار المستمر التقليدي ومصدر طاقة التيار المستمر الكامل لمحول الحالة الصلبة (الجوهر الفيزيائي)

مصدر طاقة التيار المتردد التقليدي

مزود طاقة تيار مستمر كامل SST

الجوهر المادي: تتيح بنية التيار المستمر الكاملة إعادة طاقة الكبح التجديدي مباشرة إلى القطارات الأخرى أو الشبكة من خلال شبكة حلقة التيار المستمر. وهذا يمثل الأساس المادي لتحقيق تحسين في كفاءة الطاقة بنسبة +5%.

2. نظرة عامة على الحل وقيمة العرض

2.1 تعريف الحل (BLUF)

يحل حل إمداد الطاقة بالتيار المستمر الكامل SST محل إمداد الطاقة التقليدي بالتيار المتردد بهيكل تيار مستمر ثلاثي المستويات بتيار مستمر±35kV/1500V/750V:

• تكلفة البناء -20%

• كفاءة الطاقة +5%

• تم التحقق من ذلك من خلال المشروع التجريبي للخط 8 لمترو غوانزو

2.2 العرض القيمي الأساسي

3. تصميم هندسة النظام

3.1 طوبولوجيا النظام (التفصيل الطبقي)

شبكة المدينة ──► محطة تحويل SST (تيار مستمر ±35 كيلو فولت)
                    │
                    ├──► شبكة الحلقة للتيار المستمر
                    │      ├──► تيار مستمر 1500 فولت على متن القطار
                    │      └──► تيار مستمر 750 فولت على متن القطار
                    │
                    └──► تغذية راجعة لطاقة الكبح التجديدي

شرح طوبولوجيا الطبقة تلو الأخرى

3.2 مبدأ التغذية الراجعة للكبح التجديدي

عندما يكبح القطار، يعمل المحرك كمولد. في الحلول التقليدية، تتبدد هذه الطاقة على شكل حرارة عبر المقاومات. تتيح هندسة التيار المستمر الكاملة من نوع SST تغذية طاقة الكبح مباشرة عبر شبكة الحلقة للتيار المستمر إلى القطارات المجاورة التي تتسارع أو إعادتها إلى الشبكة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة استخدام الطاقة.

4. المعدات الأساسية والمعايير الفنية

5. الميزات التقنية وتحليل متعمق للمبادئ الفيزيائية

5.1 الميزة 1: بنية التيار المستمر الكاملة

المبدأ الفيزيائي: يلغي محولات تردد الطاقة ومراحل التقويم. يتم تحويل طاقة شبكة المدينة إلى تيار مستمر عبر SST في مرحلة واحدة.

المنفعة الكمية: انخفاض تكلفة البناء بنسبة 20%، وعدد أقل من قطع المعدات.

5.2 الميزة 2: تغذية راجعة للكبح المتجدد

المبدأ الفيزيائي: تسمح شبكة الحلقة للتيار المستمر بإعادة تغذية طاقة الكبح مباشرة، مما يلغي خسائر تبديد الحرارة بالمقاومة.

المنفعة الكمية: انخفاض استهلاك طاقة الجر، وكفاءة الطاقة +5%.

6. المقارنة الاقتصادية مع الحلول التقليدية

7. المشاريع الهندسية النموذجية

8. المعايير الفنية والامتثال

9. التسليم والخدمات

• التصنيع المسبق للمحطات الفرعية النمطية

• التشغيل والصيانة طوال دورة الحياة الكاملة