为贯彻落实国家“碳达峰、碳中和”和国铁集团“绿色低碳”的发展目标，在国铁集团科研项目《电气化铁路交流牵引供电系统再生制动能量利用技术研究》支持下，西南交通大学何正友、胡海涛、王科课题组与中车青岛四方车辆研究所有限公司、中国铁路上海局集团有限公司供电部、中国铁路设计集团有限公司、南京供电段、南京维管段等单位在京沪铁路三界牵引变电所开展了国内首套“基于超级电容储能的电气化铁路再生制动能量利用装置”示范工程项目。历时6年，逐步完成了项目立项、技术方案评审、生产研发、试用评审、施工调试、试运行等全部工作。试运行2个月后，该装置于2023年7月7日正式投运。

据了解，该套装置主要由1个高压开关柜、2台单相隔离变压器和1个储能集装箱构成。其中，储能集装箱集成了四象限变流器、三电平DC/DC、超级电容储能系统和能量管理系统。该套装置的装机容量为1.5兆瓦，超级电容储能系统容量为11.6千瓦时。试运行期间，日均节省有功功率电量占总返送再生制动电量的15%-25%；同时，具备较好的牵引负荷“削峰填谷”和电能质量治理功能。该示范工程的顺利投运对电气化铁路提质增效、绿色低碳发展具有重大的技术引领与示范作用，具有较好的社会经济效益。

装置现场图（京沪铁路三界牵引变电所）

能量管理与综合监测系统

现场验收

项目攻关团队由西南交通大学、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中国铁路上海局集团有限公司（供电部、调度所（供电）、南京供电段）、南京维管段和中国铁路设计集团有限公司等单位组成。西南交通大学为该示范工程的牵头单位，提出了电气化铁路再生制动能量利用系统多场景最优方案/参数优化设计方法，多时间尺度高效能量管理方法，多端口稳定性控制与保护控制技术等成套关键技术，研发了能量管理系统、综合监测系统与动态仿真/试验验证平台，实现了电气化铁路再生制动能量高效利用、精准削峰填谷、负序等电能质量治理等功能。中国铁路上海局集团有限公司供电部为项目实施组织单位，协调调度所（供电）、南京供电段、南京维管段等单位开展技术交底、施工设计方案审查、施工推进进度交流会等工作。中车青岛四方车辆研究所有限公司为成套装备供应商，完成了储能集装箱（包括四象限变流器、三电平DC/DC、超级电容储能系统、能量管理系统）研制与成套装备运行调试。南京维管段为项目施工和运维单位，负责现场基础浇筑、线缆敷设、设备安装、运行维护等工作。

项目建设历程及关键技术

据悉，项目研发团队长期致力于在电气化铁路领域技术创新，推进绿色低碳发展，为实现碳中和目标贡献力量。

电气化铁路再生制动能量利用系统全景试验验证平台