演讲人系北京交通大学电气工程学院副院长
（本文根据“2015第二届轨道交通供电系统技术大会”演讲PPT编辑而成）
到2015年底，国内城市轨道交通运营线路累计将达到97条，运营总里程将达到3087公里，运营车站将达到2023座，居世界第一位。预计到2020年，全国拥有轨道交通的城市将达到50个，运营里程近6000公里。
城市轨道交通作为现代大城市的重要基础设施，关系国计民生，对缓解交通拥堵、提高人们生活品质，乃至国民经济发展都起着重要作用。但同时，越建越长的城轨线路也成为城市电网的用电大户。以北京地铁为例，2014年电费支出40-50亿元，占地铁运营成本的40-50％。
城市轨道交通系统组成复杂、设备数量众多，各类主要设备由电力驱动，主要消耗的能源是电力。
如何用好电，提高用电效率，实现节能减排对社会可持续发展具有重要意义。这也是供电技术发展的驱动力。
能馈式供电技术
由于极管整流器电线路上二流不可逆，一旦不能吸纳车辆再生电能时，只能消耗在电阻（车载或地面）。电能的浪费（车辆的再生电能可达牵引电能的30~50%）；车载电阻增加车重；电阻发热导致隧道温升；通风冷却带来二次能耗；增加维护成本。
采用电流可反向流动的能馈式供电技术可使多余再生电能返回中压交流电网。
北京交通大学的研发历程
地面储能技术
地面储能技术的特点是：在变电所安装超级电容或电池组，主要用于车辆剩余再生电能的储存，车辆起动时再释放电能；储能系统的控制策略主要看网压条件；理论上也可以安装在位于两变电所中间的牵引网上，用以改善网压、延长变电所间距，并在事故情况下提供车辆紧急用电；电能储存是电力技术长久以来的难题，储存容量受限。
Siemens超级电容储能系统SitrasSES
日本东芝公司钛酸锂电池储能系统TESS
地面分段供电技术
地面分段供电技术的特点是：取消架空导线，有效避免了对城市景观造成的破坏；供电装置嵌入式安装在两根钢轨中间的地面，不影响行人及其它车辆的穿行；地面供电装置采用分段式结构，只在车辆经过时才通电，保证了供电安全性；特殊轨道结构，增加了制造和运行维护成本。
APS地面分段供电系统
Tramwave地面分段供电系统
无线感应供电技术
无线感应供电技术特点是：无需外露供电导体（不管是架空还是地面）授流，对城市景观无影响；取消了供电系统与车辆的直接机械接触，避免了导线和取流靴（或受电弓滑板）摩擦损耗、摩擦噪音和附加空气阻力；供电系统电能变换环节多，电能损耗较大，利用效率不高。
庞巴迪的Primove无线感应供电技术
韩国1MW无线感应供电高速列车
车载储能技术
车载储能技术特点是：车辆携带储能装置（超级电容或电池），可以脱离电源行驶，无需全线架设供电导体授流；再生制动电能可以储存在车上的储能装置中，不会造成能源浪费；受车上空间和自身重量等限制，车上储存的电能只能供车辆
行驶不长距离，随储能技术进步，逐渐显现优势。
Bombardier的Mitrac超级电容节能装置
2003年德国曼海姆有轨电车上采用超级电容器作为蓄能装置，这种Mitrac节能装置功率300kW，可用为60%，总重为477kg。试验有轨电车采用ABB牵引系统，经过4年运行，除了再生制动的正常节能效果外，能耗还可降低20%，其中减少的架空线损耗约为6%。
西班牙CAF公司的ACR车载蓄超级电容系统
ACR系统是一套由车载超级电容器供电的电源系统，在进站制动时可利用再生电能充电，停站时架空线再进行快速充电。该系统在西班牙萨拉戈萨（Zaragoza）市轻轨1号线使用，站间无需架设架空线。西班牙的塞维利亚（Sevilla）市轻轨也采用该系统。2013年CAF公司联合长鸿营造公司中标的高雄环状轻轨捷运8.7公里工程项目，即采用带ACR系统的100%低地板有轨电车。
中国中车株洲开发的超级电容储能有轨电车
超级电容储能与100%低地板两种技术结合，用于广州海珠环岛7.7km示范线。采用自主研发的世界最大容量7000F高比能超级电容。
额定电压DC750V；充电时间30s；一次充电行驶距离2km；最高运营速度70km/h；车辆长度23600mm；车辆宽度2650mm；轴重11t；最大乘员320人。
Alstom车载蓄电池储能技术
法国尼斯在2007年12月投入运行的有轨电车线路要通过两个重要的广场，不能架设架空线。Alstom的Citadis302型有轨电车装有DC540V，200kWSAFTNiMH蓄电池组，能以80A供电27kWh。车上的空调设备也可由蓄电池供电，但如果车辆在没有架空供电的区段停留超过3min的话，车上的空调设备自动停用，以节省能耗。蓄电池的正常使用寿命约5年。
北京交大与长客纯电池驱动100%低地板城轨车
电池参数为607V/80AH—48.5kWh，在长春轻轨4号线完成了1年考核试验，达到所有考核指标，性能可靠、稳定。
Siemens开发的SitrasHES技术
北京交大与四方电容电池混合驱动低地板车
电池参数为345V/60AH—20.7kWh，在四方试验线完成了性能考核试验，达到所有考核指标，性能稳定。
结论及展望
感应电压抑制装置
北京交大开发的感应电压抑制装置在铁科环形试验线投入运行。该设备用于直流铁路与交流铁路平行接近场合。南京大胜关桥也将安装几台另外交直流混跑线路上用的钢轨接地装置也已开发成功。
1）“安全、优质、高效、可靠”是任何供电系统的核心要求，轨道交通也不例外。
2）“绿色”、“环境友好”的用电要求促使轨道交通更加注重节能减排。
3）随着电力电子技术的发展新型能馈式供电装置有望降低造价，并逐步取代二极管整流机组。
4）基于现代新材料的储能技术的应用，将在今后一段时间成为轨道交通车上和地面的一个研究热点。
5）个人并不十分看好无线感应供电技术。
6）供电系统的智能化程度会随着现代通信和检测技术的提高而提高。
