一座地鐵站，平均每年要用掉多少電？

答案是大約200萬-300萬千瓦時。

據不完全統計，2023年全國城市軌道交通總耗電量為249.77億千瓦時，同比增長9.59%，占全國當年全社會用電量的2.7%。

作為“能耗大戶”，城市軌道交通該如何走好自己“零碳之路”？

除了全面推進電氣化設備的智能化、數字化改造升級以外，加快光伏發電項目的落地，也是軌道交通積極響應國家“雙碳”目標的重要手段。

為此，施耐德電氣發布《城市軌道交通供電系統綠色應用方案-光伏應用介紹》，助力城市軌道交通事業“綠色軌道”的加速建成！

逐「光」而行

城軌交通的“追光者”，當如何落子？

光伏發電，即以「光」發「電」，自然要逐「光」而行。它主要以太陽能作為發電基礎，配備必要的發輸電設備進行發電，降低城軌交通對城市電力的需求。其在軌道交通工程中的應用，需要滿足以下兩個條件：

發電端：結合實際建筑條件，要實現光伏發電系統在城市軌道交通工程中的應用，車站建筑必須修建在地上，且地上面積足夠大，能夠安裝滿足用電容量需求的太陽能電池板、蓄電池等發電設施。根據目前軌道交通車站的設計、建筑樣式等，能夠滿足本條件的，主要有高架站、車輛段、停車場、地下站出入口等。

負荷端：城市軌道交通用電負荷較多，根據用途及性質可分為車輛牽引供電負荷、運營動力負荷以及運營照明負荷三大類。其中，列車牽引、通信信號、消防通風、消防監控、應急照明等與行車及消防相關的用電負荷，對可靠性要求極高，通常仍采用傳統電力供電系統進行供電。相對上述重要負荷，車站內的三級負荷、正常照明和一般的機電負荷，供電可靠性要求較低，不影響行車及消防，可以利用太陽能光伏發電系統供電。

馭「光」之術

光伏系統需要“修煉”哪些控制功能？

城軌交通光伏運行方式通常有兩種：一是自發自用，余電不上網；二是自發自用，余電上網，這種方式應用較少。根據不同的運行方式，控制功能也有所不同。

防逆流控制器：對于自發自用、余電不上網的系統，為確保所發電能不饋送至市電電網，需設置防逆流控制器，實時監控電網側的電壓與電流。

監控系統設計：為方便光伏系統工作狀態的實時監控，每個光伏發電子系統均配置監控裝置，主要包括監控用工業控制機、網絡版監控軟件和液晶顯示裝置。

輸出控制：逆變器在輸出功率>50%額定功率，電網波動<5%的情況下，交流輸出電流總諧波分量?(THD) <3%。功率因數1.0 左右。

“孤島效應” 防護：并網逆變器檢測到電網失電后，立即停止工作；電網恢復供電時，需持續檢測電網信號在一段時間（如 90 秒鐘）內完全正常，方可重新投入運行。

電氣隔離：并網逆變器帶有高頻隔離變壓器，在逆變器的直流輸入和交流輸出之間進行電氣隔離。直流側的太陽能電池板陣列多為IT系統，逆變器在運行過程中，隨時檢測直流正負極的對地阻抗，保證逆變器直流側的接地故障不會影響到電網。

此外，基于城軌交通應用場景的特殊性，光伏系統在接入方式、接入點的選擇等方面均需遵循特定的要求。比如我國城市軌道交通均采用工頻單相直流供電方式，地鐵牽引供電系統主要分為地鐵列車直流牽引負載與車站內交流動照負載兩種，故有三個位置可作為光伏發電系統的接入點：AC35kV、AC400V以及DC1500V。

向陽而生

城軌交通光伏發電工程“花開何處”？

我國城軌交通企業積極響應國家“雙碳”戰略，越來越多的光伏發電項目落戶車輛基地、停車站、高架車站，取得了良好的經濟效益和社會效益。

1北京地鐵，深入推進分布式光伏發電站建設，計劃2025年實現光伏覆蓋100%可利用、可實施屋頂、具備實施條件的場段全部完成光伏改造，預計總裝機容量達到24MW，年節電2400萬度、減排二氧化碳1.45萬噸。

2深圳地鐵目前有深圳北站交通樞紐、地鐵大廈以及深圳中車基地三個在建光伏項目，總裝機規模約6.87MW。

3上海已投入使用20個車輛基地的光伏發電項目，總計光伏裝機容量51.8MW。

4天津軌道交通集團利用地鐵2、5、6、9號線部分車輛段，建設分布式光伏發電項目。

隨著光伏工程在城市軌道交通中得到越來越廣泛的應用，城市公共空間的能源利用模式也將迎來新的變革。作為全球能源管理和自動化領域數字化轉型的專家，施耐德電氣已與上海地鐵等眾多伙伴展開合作，致力于將“綠色軌道”鋪設得更加完善，更加廣闊。

未來，施家將持續關注并深度參與城市軌道交通的綠色轉型之路，助力城市交通向著更加安全、綠色、智能的方向發展，賦能城市對能源和資源的最大化利用，共筑綠色生活。