如何降低地铁的供电能耗？地铁运行时突然停电怎么办？记者今日（10月13日）从北京交通大学获悉，该校成功自主研发世界首套城轨交通地面式混合储能装置，不仅能够回收利用列车制动能量为“电老虎”降耗，还能够在供电系统突发故障时，利用储能将列车紧急牵引至地铁站。
成果：储能混合装置为地铁日节电千度左右
据北交大介绍，这套装置名为“地面式超级电容/电池混合储能装置”，已在北京地铁八通线梨园站通过了挂网试验。该装置由电气工程学院杨中平&林飞实验室自主研发，是世界上首套城轨交通地面式混合储能装置。
在八通线梨园站的试验结果表明，夜间单车运行时，每趟节能率均能达到20%。该装置工作日每日节能约1500度电，周末每日节能约900度电。如果按照节约1度电减排0.977kg二氧化碳来计算，该套装置工作日每日减排1.46吨二氧化碳，周末每日减排0.88吨二氧化碳。
据实验室负责人杨中平教授介绍，2016年，他带领团队师生研发了我国首套200kW及1MW地面超级电容储能系，并在北京地铁八通线成功运行。目前，该储能装置已在国内多条地铁线路投运，节能效果显著。本次试验成功的混合储能装置，是继2016年研发的超级电容储能系统的第二代产品，相较第一代纯超级电容储能系统，平均每天可多节电150度。
团队利用超级电容和钛酸锂电池的储能特性，将列车制动能再生的电能，同时储存在超级电容和钛酸锂电池中。当列车牵引时，再将储存的能量释放出来，使再生能量被充分利用起来。而且，这套混合储能装置在省电的基础上还节约了成本。
新京报记者从北交大了解到，今年9月底，在北交大召开的交流会上，交通运输部科学研究院专家库聘任专家、北京市地铁运营有限公司原副总工程师兼设备部副部长黄旭虹表示，如果没有地面吸收装置，多余的能量会变成灾害，比如，地铁制动盘磨损严重，每3个月就要换轮子，几个月就能消耗掉几年的成本。国外虽然也有轨道交通的节能技术，如超级电容、飞轮等，但这些都对引进有所限制。之前北京地铁运营方曾考虑过用国外产品，甚至在变电所预留了节能设备的位置，但是光一个站的超级电容设备就要600万元，成本畸高。
北京市地铁运营有限公司技术部副部长李宇杰表示，节能是北京“智慧地铁”的一项重要需求，杨中平&林飞实验室团队面向行业需求开展研究下一代储能装置，效果显著，是国际上真正的第一个兆瓦级混合型储能装置，有很强的推广价值。
团队：近40度高温中蹲守地铁站试验
图为团队在实验中。学校供图
据研发团队介绍，从科研立项、理论研究、系统建模与仿真、软硬件设计、样机的研发，再到设备的安装、挂网试验，都有学生的深度参与，从立项开始，同学们就放弃了寒暑假、国庆等节假日，积极投入其中。
硕士研究生杨浩丰参与了该项目的全过程。他告诉记者，今年6月到8月底，北京地铁梨园站挂网试验期间，需要一直在变压器室观察、记录储能装置的试验数据。为了和地铁站对接时间，试验期间，他们每天晚上11点半等在地铁站门口，等最后一班列车停运后，进去利用一班地铁试验，凌晨4点赶在地铁运营前结束工作。因为地铁站离学校较远，试验阶段，他们就住在地铁站外的旅馆里。回去简单休整后，第二天一早9、10点钟起床立即对夜间做的试验进行分析。
“6月起，我和师兄弟们在地铁站进行前期安装、调试，7月27日夜里，团队正式挂网试验，当时特别紧张。”杨浩丰对每一个时间节点都记得很清楚。当时正值暑期，地铁站变压室里没有空调，加之变压设备的高温，他们穿着劳保服在将近40度的高温中试验，特别闷热，成员们身上的衣服也是湿了又干，干了又湿。但第一次挂网时，紧张的他居然一滴汗都没出。直到凌晨4点多，第一趟试验列车走完，他才如释重负，“当时我们都激动坏了，我还问这就成功了？是成功了吗？”
研发团队的博士研究生刘宇嫣说，“通过亲身参与、实践，我们各方面能力都得到了提升。这个项目给我们提供了一个不断思考、解决问题的机会。”
