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浅谈道路直流供电系统与集电车辆的可行性

2014-12-15 15:27
科技潮人
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  目前世界上仍在应用的无轨电车其供电设备是路面上方的直流供电接触网线,车辆顶上有集电杆。两者之间的供电方式为接触式馈电方式。车辆驱动电机所用电力由直流电供给,称之为“有线集电车”,简称为“有线电车”。未来电动车辆供电方式将由铺在路面的供电设备提供,行驶于上面的车辆的底盘上有集电设备。两者之间在有效距离范围内形成馈电、集电状态,使车辆在行驶中集电,供驱动电机用电,这称之为“无线集电车”,简称为“无线电车”。

  1.建设直流供电系统的可行性

  目前世界上的城市道路、城乡道路、城际道路、高速公路、干线公路上都配有专门电力设施,为路灯、智能交通、治安监控等设备提供电力,220伏/380伏交流电。而道路用电设备大多已采用直流电,故需电源转换设备将交流电转换成直流电。比如,路灯已开始由钠灯、金属卤素灯向LED转化,LED路灯是用直流电源的。未来道路电力将以直流供电为主,而交流电则去之。

  目前道路上行驶的车辆绝大部分是燃油汽车,唯有城市道路上有少量无轨电车运营。他们依靠路面上方悬空架设的600伏直流电接触线网供电。电车顶上有2根“辫子”(集电杆)与接触线网形成输、集电关系,使电动机驱动电车行驶。相对于有轨电车而言,这种电车被称为无轨电车,但相对于有车载电池组的纯电动公交车而言,应称之为“有线电车”更合适。有线电车行驶中无污染物排放,低噪声、低热量、省电高效。世界上目前有350多个城市的公交上运用之,并呈现进一步扩大之势。

  如果道路采用直流供电,那么动力部分,照明部分供给路灯、广告箱、指路牌、路边景观亮化设备,信息部分供给智能交通、治安监控等设备,就形成了道路供电的全直流化。道路直流供电由电网公司10千伏交流电引入道路镇流站,经降压镇流后输出600伏直流电,经架空接触网线传到路边上方,供相关道路设备电车等用电,形成道路供电用电系统。电车工作时间一般从早上5时到晚上22时或24时左右,路灯由傍晚到天亮工作12个小时左右,信息设备一天工作20小时。因此道路直流供电系统是24小时工作的,只是用电负荷分时段而有变化。而镇流站输出功率是随用电量多少而变化。若有电动汽车需要充电也可以在此系统中安装充电机及智能计费装置刷卡充电。

  在路面上方架设光伏板,或在路边两侧附件的建筑物及空闲场地上安装光伏板,再者利用路面路边的空余合适地方装置微型风力发电机,所发电经逆变整流后以直流电600伏的电源直接并入道路直流供电系统中,现发现用,不必为并入电网或储能而费周折,且电力利用效率高。这样形成道路直流供电、发电、用电三者一体化。由于道路设施用电设备都采用直流电,再加上有线电车的恢复及再兴,未来道路直流供电是大势所趋。若风光新能源发电并入其中,那就比较完整和完美了,这与当前国家战略性新兴产业完全相符且完整集成一体了。而相关技术都各自独立相对成熟,在此只是集成整合。

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