问题——牵引供电“高波动、高损耗”制约绿色降碳成效 “双碳”目标带动下，交通领域用能结构调整不断加快。高铁、地铁等轨道交通用能规模大、运行连续，但牵引负荷变化快、峰谷差明显：列车频繁启停会让牵引网在短时间内承受大电流冲击并引发电压波动；制动阶段产生的再生电能若不能就地吸收或有效回用，往往以热耗散方式消失，既浪费能源，也增加系统调压压力。如何在保证供电可靠和行车安全的前提下，让分布式新能源“接得进、用得稳”，成为行业关注的关键。 原因——传统并网路径“直流绕行交流”带来多重代价 从电能形态看，光伏组件输出为直流电，城轨牵引供电系统常见为1500V直流制式，列车牵引环节本质上也依赖直流侧稳定供电。但在不少既有工程中，光伏电往往先逆变并入交流电网，再经牵引变电环节整流成直流供列车使用。多次变换不仅带来额外损耗，也使新能源消纳受制于电网接口条件和调度边界，难以及时响应牵引网的快速波动。另外，光伏出力受天气、辐照影响波动较大，若缺少储能和快速控制手段，很难满足牵引系统对电压稳定和动态响应的要求。 影响——能耗与波动叠加，既“浪费电”也“难稳网” 业内测算显示，城轨在高峰期列车密集运行，制动能量会在短时间集中回馈；若缺乏吸收与再利用通道，容易引发牵引网电压波动，增加设备损耗与运维压力。以一列6编组地铁列车为例，单次制动可产生约10至15度电的再生能量；当多列车在同区段交替加速、制动时，能量在牵引网内反复冲击，对供电稳定性提出更高要求。对运营方来说，这既关系到电费成本，也直接影响电能质量与系统安全裕度。 对策——“光伏+储能+智能调控”直连牵引网，构建协同用能通道 在今年服贸会涉及的展示中，中国铁道科学研究院咨询公司介绍的“新能源能量路由器”技术路线，将重点放在直流侧：光伏与储能通过能量路由器直接接入1500V直流牵引供电系统，减少不必要的电能形态转换，并通过快速控制实现多源协同。 据介绍，该装置可同时接入光伏、储能和牵引电网三路电源，实时监测列车负荷、光伏出力和储能荷电状态，并动态分配供能比例：列车加速、光伏不足时由储能快速补功；列车制动回馈时优先引导能量进入储能吸收，降低对牵引网的冲击，并为后续牵引供能提供“时移”电量支持，从而缓解源侧波动与车侧刚性需求之间的矛盾。 前景——实车试验完成验证，工程化应用有望提速 铁科院上表示，相关系统已国家铁道试验中心完成光伏、储能直接接入1500V直流牵引供电系统的实车运行试验。测试结果显示，该方案在降低牵引网电能损耗、抑制电压波动、提升再生制动能量利用率诸上取得积极效果，为后续推广提供了关键验证。 面向落地应用，下一步将围绕“中心—站点—装置”三级能量管理架构继续研发，深入整合能量路由器与双向变流等关键装备，形成“绿能供应+智能调控”的一体化方案，并在新建线路与既有线路改造中探索应用。以约20公里城市地铁线路为例，业内测算显示，若全线推广相关技术，年节电可达数百万度，并带来相应的减排效益。随着储能成本下降、直流配用电装备成熟度提升，以及城轨节能改造需求增长，这类直流直供与协同控制方案有望从试点加快走向更广范围的工程应用。
让清洁能源更高效进入牵引供电系统，核心是通过工程化创新提升能效与系统韧性。光伏直供1500V直流牵引网的实车验证传递出明确信号：绿色出行不仅取决于车辆本身，也取决于能源从“生产端”到“用能端”的全链路优化。随着关键技术持续迭代、应用场景不断拓展，轨道交通有望在保障稳定运行的同时，为交通领域减排降碳提供更可落地的路径。