隔离变压器
DC/AC
DC 1500V
机车牵引
机车牵引供电系统
再生制动能量吸收系统
在牵引网压超过 1740V后，再 生制动逆变装置 启动，将 1500V直流电 逆变为400V交 流电，供给所在 车站及相邻车站 动力设备使用
南京地铁结合自身 特点，选取“逆变回 馈到400V母线”方式 在一号线进行了再生 制动能量吸收逆变装 置的试点。
制了优化节能运行图，节能率在2%以上，年节电150万度以上。
南京地铁2号线节能运行图 优化算法设计与构架
开始 随机产生第一代种群
计算染色体 的目标函数 选择染色体
交配
直流供电系统计算
列车时刻表 数据库
列车运行数 据库
供电系统线 路数据库
突变 产生新一代种群
直流供电系统计算
优化时间设置
否 是否满足终止条件
地铁能耗中电能是第一位，比重较大，南方城市在 95%以上，北方城市在85%左右。2015年南京地铁电能占
总能耗的97%，其余燃油和天然气占1.5%，水占1.5%。
2.3 运营电耗情况
50000
45000
40000
35000
30000 25000
牵引
20000
动照
15000
10000
5000
0
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年
Y
列车节点 电压是否高于 网压上限值
N 最大的列车节点电 压置为网压上限值
Y
N
存储t时刻 节点电压数据
计算总回馈能量
南京地铁2号线优化 运行图仿真结果
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
将超过6000公里。1.2 南京地铁ຫໍສະໝຸດ 6 已开通 条地铁线路：1
号线、2号线、3号线、10 号线、机场线、宁天城际
线 ， 通 车 里 程 达 225 公
里，拥有车站121座，9座 车辆基地，3个控制中心
十三五期间，规划建设线路15 条：建成6条地铁线、启动6条线 建设，并加快3条江北新区轨道交 通的报批和建设。
2015年全国
地铁年用电量
140亿度左右
144万吨 折合 标准煤
能耗 成本
设备维 护成本
人力 成本
城市轨道 交通运营
成本
从目前国内行 业统计数据看
能耗成本占运营 成本的近三成
管理 成本
南方城市的能耗成本往往更高，北方城市低一点，
但也占到运营成本的20%左右。
2.2 能耗结构
电能 燃油、天燃气 水
南京地铁
全国地铁情况牵引动照 占比各一半，总体平均 牵引略高于动照
2.4 南京地铁运营 电耗情况
A
2015年动力及
牵引用电合计
4.29亿度
B
占全南京市 用电量的
0.87%
C
电耗成本为 3.625亿元
D
占全年运营成本
的18.6%
三、节能创新技术
3.1 现有主要节能技术
1
节能坡
2
减少列车自重
3 列车变频变压控制
在牵引网压超过设定值 后，再生制动逆变装置启 动，将1500V直流电逆变 升压为35kV交流电，接入 地铁供电环网。由于环网 传输距离远，可覆盖一个 主所区的所有车站。逆变 装置功率不受车站400V变 压器限制，功率最大可以 做到4MW。
回收量大，投资回报期 短，适用于在新线建设 中同步加装，每站每年
14：50：3115：52：30
15：52：3118：50：03
18：50：0420：28：03
自正式投用以来， 运行情况良好，单站 每日吸收回馈电量在 1000度左右，每年可
节约电费约30万元。
占用变电所空间较小， 适用于老线改造，每站 每年可节约电费约
30万元
优点
逆变功率小， 再生制动能量不能完全 吸收，投资回报期较长
缺点
列车再生制动 能量回馈 （低压）
3.2.2 列车再生制动能量回馈（中压）
是
列车、变电站电 气数据与能耗数
据
t=t+1
结束
N
采用优化算法优化列车在每个站的停站时 t大于T1 Y
间，使牵引变电站输出总电能最小，达到节
能的目的，并生成相应的节能时刻表。
设置仿真时间 段(T0-T1)
t=T0
查询t时刻的列 车位置和功率
更新直流网络 初始化 节点电压
网络潮流计算
列车节点 电压收敛
4
列车节能运行模式 （惰行）
5 高效配电变压器
供电SVG动态无功补偿 6
屏蔽门
7
通风风机、空调机组 变频控制
8
自动扶梯电梯变频控制 9
减
少
出站
自
重
节能坡示意图
列车变频变压控制 SVG
高效变压器
3.2 创新节能技术
3.2.1列车再生制动能量回馈（低压）
35kV电网
牵引整流变压器
AC/DC
35kV/10kV/400V电网
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
优化前 优化后5s 优化后10s
仿真时间 变电站能耗(kW.h)
5：50：00-7： 09：00
7：9：01-9： 0：30
9：0：30-10： 52：30
10：52：3012：51：30
12：51：3114：50：30
城市轨道交通能耗大数据 及节能创新技术与管理
二零一六年九月
一、城市轨道交通现状 二、城市轨道交通能耗大数据 三、节能创新技术 四、节能创新管理 五、结束语
一、城市轨道交通现状
1.1 城市轨道交通现状
截至2016年上半年，我 国共有39座城市获批修 建城市轨道交通，25座 城市的114条线路开通 运营，总里程达到 3516.77公里。预计到 2020年底，总运营里程
2020年底完成轨道交通新建线 路 里 程 约 200 公 里 ， 在 建 里程 约 155公里，轨道交通运营里程达到 420公里以上。
南京地铁总规划线路25条，总 里程913.5公里，车站388座。
二、城市轨道交通能耗大数据
2.1 全国地铁能耗情况
按照年用 电量500万 估算 KWh/km
按地铁运营2814.57公里计
可节约电费70万元
优点
不适用于分散式供电统， 占用空间较大，发热量 大，且有大量的反送电 情况，利用率低
缺点
列车再生制动 能量回馈 （中压）
3.2.3 运行图优化节能
变电站
变电站
制动
车站
启动
车站
制动
车站
启动
启动
制动
启动
制动
通过合理调整线路中各列车的运行状态，在列车制动时，将再生制动能量回馈给 另一辆启动的列车，在一列车启动时，另一列车制动，提高再生能量利用效率，同时 抑制电压波动、减小峰值功率。牵引节能率在2%-5%之间。南京地铁成功在二号线编