邹耀伟
哈尔滨地铁运营分公司
【摘 要】在当前社会发展的过程中，地铁是必不可少的交通工具，与此同时，在地铁的实际运行中，却消耗了大量的能源，不仅影响到城市的发展建设，也不利于我国的可持续发展，因此在当前的地铁设计中，电气节能技术是地铁建设中的重要环节，只有降低能源的消耗，才能有效的促进城市的发展，实现能源的有效利用，本文中重点论述了如何在电气节能设计中进行进一步的改进与创新，希望通过本文的论述能够为今后的设计提供思路。
【关键词】地铁节能；节能设计；管理节能
根据相关的数据统计，我国地铁在设计与运行的过程中消耗了大量的能源，与我国当前的发展建设存在一定的矛盾，因此，改善地铁的设计成为当前工作中的重要任务，一方面这是社会在发展过程中的必要举措，另一方面也是时代发展的要求。在地铁的设计阶段，尤其是应该注意在地铁设计中加入节能的部分，这也是本文重点要论述的问题，在今后的发展过程中，这一举措具有重要的改进意义，是保护我国能源的有效措施。
一、地铁电气节能设计现状分析
根据对当前我国地铁能源消耗现状的分析，人们逐渐认识到能源消耗已经成为地铁建设的首要问题，加强对这方面的改良与创新具有十分积极的意义，因为在地铁运行的过程中，需要消耗能源的部分十分多，其中能源消耗量最大的一部分是在列车牵引供电的过程中，占据了能源消耗的一半以上，而消耗最少的照明部分也占据了10%以上，从上述的情况进行分析，我们应该意识到，为了我国的和谐建设，从当前社会的整体情况进行考量，加强电气节能设计具有十分重要的意义。地铁主要是为了人们出行的方便而进行设计的，最终也应该为人们的生活做出贡献，如果消耗了过多的能源不仅不利于社会的发展建设，也不利于人们生活质量的改善，为了实现这一目标，应当从地铁中能源消耗过多的部分进行节能改造。
二、地铁电气节能设计的改进与创新策略
（一）做好节能坡设计的改进
首先，要想加强电气方面的节能设计，应该对节能坡加以严谨的设计，在这一环节的设计中，应该从人的角度出发，节能坡的主要作用是防止列车在运行的过程中出现突发现象而设计的一处缓坡，起到减速的目的，使列车能够安全平稳的进站。通过对节能坡的设计，实现了自然加速与减速的融合，无论是在进站时还是在出站时，都能够通过节能坡的缓解作用而最终实现节能的目的。因为列车在运行的过程中，消耗能量最大的部分是牵引力，这样在节能坡的作用下，一方面可以实现节能的目的，另一方面还起到了保护的作用，为列车的正常行驶提供保障，在实际的应用中，在各个站点设计节能坡，并且经过一段时间的观察，能源得到有效的降低，具有显著的效果。
从节能坡的设计直至实际的应用，这一过程历时较短，难免会因为设计的不完美而出现大小不一的问题，但这并不能影响能源的节约，在不断改进的过程中，能够有有效的提高节能坡的实际使用效率，最终达到理想的效果。值得注意的是，建立相关节能坡的模型能够为节能理念的实施起到积极的促进作用。
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（二）处理好能量回收中的细节问题
如果能够将列车运行过程中的能量得以合理的回收也是促进能源高效利用的重要手段。在这一过程中，首先应该对列车在运行时的能源消耗具有充分的了解。当前列车运行主要采用的模式为电制动结合空气制动的双重方式，但是也有一部分列车单纯的采用电制动的原理，根据能量守恒的原理，列车在运行的过程中消耗能源是必然的，尤其是以电能居多，同时也会消耗一些动能，但是动能不能得到充分的利用，如果将这些动能加以回收，那么效果也将会是十分明显。动能主要是在列车刹车时产生的能量，将这部分能量加以重新利用，转化到电网中，具有十分重要的意义。通过对实际运行中的测量，对电能进行有效的回收可以节约能量达5%。
但是制动能量回收也存在着一些问题。如老的地铁线中，电网建设系统化不够，回传到电网的这部分能量往往只能提供给附近的机车所使用。然而，在列车行驶车隔大等情况下，这部分回收的能量不能被其他机车所吸收，而且这部分电能并不能直接并入总电网供地铁线其他用电设施所使用，最终仍然被浪费。
（三）加大对节能设备的改进及新能源的利用
国内各新建地铁线都很重视节能工作，从空调、供电、照明、扶梯等各系统设备采用了新型节能产品。再如北京地铁九号线在站台、站厅、出入口公共区照明选用T5系列荧光灯，同样照度的前提下，节约照明用电20%以上。空调通风系统在地铁运营中的能耗仅次于列车牵引。某城市地铁九号线首次采用直接蒸发式空调系统。该系统是把制冷剂通过直接蒸发的方式输送到空调末端对空气降温除湿，以此省去空调冷冻水循环系统。该制冷系统将节省四分之一以上的能耗。
与传统交通工具相比，地铁使用相对清洁的电能作为动力源，然而电能的使用目前也间接地、较大程度的依赖着化石燃料。太阳每秒辐射到地球的能量则为499，400，00，000焦，它作为一种新兴的可再生能源，越来越受到各个国家的关注。北京地铁九号线所采用的热水系统为承压式二次换热系统。该系统高效，节能，安全稳定。在郭公庄车辆段，太阳能应用解决了集中热水系统的能源消耗，部分车站出入口广场也选用太阳能照明系统，白天蓄能，夜间为广场提供照明。通过太阳能板所产生的电可供应车站内空调、扶梯以及照明等设备用电。这是全国地铁建设中首次将太阳能板用在地铁站建设中。
但是目前太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题。这是限制新能源在地铁系统广泛利用的主要问题。然而随着地球能源日益紧张的现状，太阳能灯清洁能源在未来必将成为地铁系统供电的主力之一。
（四）实现管理节能机制的优化和创新
通过对能源消耗进行准确监测和科学分析，从而采取相应的管理措施和技术措施、从而达到节能的目的而进行的工作叫做管理节能。节能管理要求定量化、标准化和手段多样化。在地铁电气节能中，管理节能概念的提出是基于当前诸多地铁运营单位常在节能监管中的职能缺失，地铁运营单位对地铁设备的运行和节能效果缺乏有效的统计和管理，具体表现在难以提供完整的分项电耗记录表和用电分析资料。因此统一的、全面的能源管理系统建设便迫在眉睫。能源管理系统基于计算机网络技术，集监测、控制、分析等功能于一体，全面发挥发挥其协调能力，合理调度，科学分配，实时监测，最终为地铁进一步实施节能降耗目标给出科学参考。能源管理系统结构设置为“一个中心，多级联动”，一个中心即中央级能源管理系统，负责整合各下级能源管理系统的监督、数据整合及分析功能。而基于各车站的下一级能源管理系统则具体负责各个能源消耗点的统一管理、能源分配、数据采集、故障报警等功能。这些数据最终将通过地铁骨干网上传到中央能源管理系统整合处理。这种系统的设计的意义在于统一协调，优化管理。通过对各项节能数据的整合，进而优化现有电气节能设计。
三、结论
总之，如上所述诸多节能措施最终将落实到定量描述能耗的具体状况，及归结于管理节能，这也是是地铁节能工作的重要基础和最重要的创新点，以此避免一些名为节能措施而实际效果不明显，却需要大量增加投资的行为。通过对节能数据的分析整理，从中找到各用能环节的真正问题和有效的节能途径。
参考文献：
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论文作者:邹耀伟
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第12期
论文发表时间:2016/8/15
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