问题——轨道交通用能规模大，传统供电链路损耗与消纳矛盾突出； 轨道交通是城市公共交通和国家综合运输体系的重要骨干，用电量大、运行连续性强。随着“双碳”目标持续推进，线路沿线光伏等分布式新能源资源的开发利用受到关注。然而既有牵引供电体系下，新能源电力往往需要经历多级转换后才能进入牵引网，转换环节多、损耗较高，新能源就地消纳能力不足；此外，列车制动产生的再生电能在部分工况下难以有效回收，仍存在被消耗在电阻等环节的情况。如何在保障供电安全可靠的前提下，提高新能源利用效率、减少系统损耗，成为轨道交通绿色转型的关键课题。 原因——供电系统以交流与多级变换为主，制约直流牵引网对新能源的高效接入。 业内人士介绍，传统模式下，光伏等直流电源要进入直流牵引供电系统，通常需要经过“直流—交流—直流”等变换与控制环节，以适配牵引网电压等级与运行要求。每一次变换都伴随能量损耗与设备复杂度提升，整体效率受到影响。同时，牵引供电系统负荷波动明显：列车启动加速形成高峰功率需求，制动时又产生再生能量回馈，若缺少灵活的能量调度与储能协同，难以实现“削峰填谷”，也容易对电网与牵引变电所运行带来冲击。 影响——技术打通直供链路，提高能量流动效率，释放节能降碳与系统韧性空间。 针对上述痛点，中国铁道科学研究院推出的“新能源能量路由器”提出了以直流直供为核心的解决方案：通过智能调控与快速响应，贯通“源—储—车—网”全链路，使光伏等绿色电能可更直接接入1500V直流牵引供电系统，减少不必要的升压、逆变等多级转换环节，从而提升能量流动效率。在国家铁道试验中心开展的实车运行测试中，涉及方案完成了光伏、储能系统直接接入直流牵引供电系统的车辆运行验证，为工程化应用提供了数据支撑。 在能量管理上，该装置以“精准监测、优化分配”为主要功能逻辑：实时跟踪新能源出力、列车负荷变化和牵引供电状态，在短时间内完成最优能量分配。当列车制动产生再生电能时，可通过路由器优先实现就地回收并存入储能系统；在列车再加速或负荷上升时再释放，从而形成更高效的能量闭环。此机制不仅提升清洁能源替代比例，也有助于缓解牵引负荷波动带来的冲击，提升系统运行韧性与经济性。 对策——以试验验证为基础，推动标准体系、工程适配与场景化落地。 推进此类技术从试验走向规模应用，仍需在工程实施层面形成可复制路径。一是完善技术标准与安全评估。牵引供电系统对可靠性与安全性要求极高，需围绕电能质量、保护配合、并网（并网式接入）与故障处置等环节建立统一的测试评价与准入体系。二是强化系统级协同设计。能量路由器涉及光伏、储能、牵引网与列车运行的多方协同，应根据不同线路牵引供电结构、列车密度与站间距离等，开展容量配置与控制策略优化，避免“设备堆砌”，突出综合效益。三是聚焦典型场景先行先试。可优先在具备沿线分布式光伏条件、直流牵引供电系统成熟、回收制动能量需求显著的线路开展示范，形成改造与新建线路的不同技术路线与成本模型。 前景——从地铁到高铁具备推广空间，或成为轨道交通绿色供电的重要技术路径。 随着新型电力系统建设提速，电力电子化、直流化与多源协同成为重要趋势。新能源能量路由器面向牵引供电这一典型高波动负荷场景，将“直流直供、多源互补、源储协同”的理念落到工程应用上，具备从城市轨道到高速铁路、从新建线路到既有线路节能改造的拓展潜力。业内估算，若在更大范围轨道交通线路推广应用，有望形成可观的节电规模并减少碳排放，为行业达成绿色低碳目标提供可操作、可验证的技术抓手。 同时，该技术与“光储直柔”等面向建筑与园区的用能新模式在理念上相通，均强调在直流侧提升能量利用效率与调度灵活性。未来，随着储能成本下降、控制算法与装备可靠性提升，以及相关标准与商业模式逐步清晰，轨道交通能源系统有望从“单向供电”走向“多源协同、动态优化”的新阶段。
这项突破不仅提升了能源效率，更开创了轨道交通与新能源深度融合的新模式。中国科技工作者再次证明，通过技术创新完全可以在保障交通效率的同时实现绿色发展，为全球轨道交通低碳转型提供了可行方案。