کاربرد تکنولوژی پست های حالت جامد در شبکه مترو

محدود بودن منابع انرژی فسیلی کشور و رویکرد توسعه پایدار که یکی از شاخصه های آن کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی است، استفاده بهینه از منابع انرژی به همراه ارتقای راندمان استفاده از انرژی را تبدیل به یکی از دغدغه های برنامه ریزان و مدیران کرده است. قیمت نازل انرژی در کشور شاید تاکنون مانعی پیش روی اجرای برنامه های ارتقای راندمان مصرف انرژی بوده است ولی شرایط اقتصادی کشور و پیش بینی آینده آن دال بر لزوم استفاده از راهکارهای افزایش راندمان مصرف انرژی می باشد. بخش حمل و نقل ریلی درون شهری یکی از مصرف کنندگان بزرگ برق است. یکی از گزینه هایی که میتواند منجر به افزایش کنترل پذیری و ارتقای راندمان مصرف انرژی در شبکه های مترو گردد استفاده از پست های حالت جامد است. در پست های حالت جامد با استفاده از سوییچ های الکترونیک قدرت کنترل مناسبی روی مشخصات جریان و ولتاژ وجود دارد. بدین ترتیب عملکرد یک پست قدرت مرسوم به عنوان یک گره یا مبدل سطح ولتاژ به همراه همه‌ی عملکردهای کنترلی و یا حفاظتی خود در فرم پست حالت جامد با استفاده از قابلیت این سوئیچ‌ها در تغییر شکل انتقال توان از ac به dc، dc به ac، dc به dc، و یا ac به ac صورت می‌پذیرد. با بکارگیری مشخصات یک پست حالت جامد میتوان در ایستگاه های مترو پست کشش و پست ایستگاه (lps) را در قالب یک پست با استفاده از فناوری مبدل‌های قدرت قرار داد. فناوری مذکور این قابلیت را ایجاد میکند که سیستم همزمان دارای خروجی های ac و dc کنترل‌پذیر باشد؛ بگونه ای که خروجی ac بارهای ac تک فاز و سه فاز ایستگاه را تغذیه کند و خروجی dc برای تغذیه قطار به کار رود. در این مقاله با برشمردن ویژگی‌های مختلف یک پست حالت جامد، به بررسی سیستمی با ویژگی‌های اشاره شده و با امکان برگشت توان از شبکه تغذیه قطار به شبکه ac بالادست از طریق یک مبدل قدرت (اینورتر) و یا ذخیره آن در باتری برای جلوگیری از اتلاف انرژی پرداخته خواهد شد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که پیاده‌سازی چنین طرحی علاوه بر کاهش فضای پست قدرت می‌تواند از تلف شدن انرژی حاصل از ترمزگیری قطار جلوگیری و آن را به شبکه بالادست بازگرداند و یا بطور همزمان در باتری‌هایی که به همین منظور بکارگرفته شده است ذخیره گردد. باتری ها انرژی الکتریکی حاصل از ترمز قطار را ذخیره کرده و در مواقع نیاز و هنگام شتاب گیری قطارها، این انرژی را به شبکه dc باز میگردانند.

the application of solid state substation technology in the metro network

the limited availability of fossil energy resources and the focus on sustainable development have highlighted the need for optimal energy resource utilization and improved energy efficiency. despite the low energy prices, the country s economic conditions and future predictions necessitate strategies to increase energy efficiency. in the urban rail transport sector, solid-state substations offer a solution for enhanced controllability and energy efficiency. these substations, utilizing power electronic switches, allow for proper control of current and voltage specifications, enabling power transmission transformation. by incorporating traction and station substations into a single solid-state substation, the system can provide controllable ac and dc outputs, supplying power to station loads and trains, respectively. furthermore, the system can return power from train braking to the upstream network or store it in batteries to prevent energy loss. implementation of this scheme not only reduces the footprint of power substations but also mitigates energy wastage and supports sustainable energy practices.