Page 167 - 捷運技術 第50期

捷運技術 第 50 期 163

由於逆變回饋型系統的節能效果好，且對環境溫度影響小，在歐洲及日本東京、大阪

等城市軌道交通多採用這種方式，已有成熟的技術推廣與應用，但逆變回饋型系統受
本身技術的限制，其缺點為控制複雜以及回饋電網的電流會在交流電網中產生較大的
諧波問題，需要使用相對應的濾波裝置來降低諧波，因此總體設置成本較高[9]。
3. 能量儲存型系統

能量儲存型系統是採用儲能元件將多餘的再生煞車能量儲存起來，可以在直流電網電
壓較高時吸收電能，在電網電壓較低時釋放電能，具有儲存電能和穩定電壓的作用，
可以較大限度的利用再生煞車能量。依照儲能元件的不同，主要可以分為以下：飛輪
儲能、蓄電池儲能、超級電容儲能等形式。

(1) 飛輪儲能系統
飛輪儲能系統是利用高速旋轉的飛輪來儲存和釋放能量，如圖 1.3 所示。其操作模
式有儲能模式和釋能模式兩種[10]。

圖 1.3 飛輪儲能系統[10]

儲能模式為當列車之再生煞車能量無法被其他列車吸收造成直流電網電壓高於儲

能啟動的設定值時，飛輪儲能系統以儲能模式運轉，將列車過剩的再生煞車電能由
DC/AC 轉換器轉換為交流電能，驅動飛輪裝置的同步電機以馬達模式運轉帶動飛
輪儲能器高速旋轉，直到達到所允許的最大轉速，使飛輪儲能器以動能的方式進行
儲能。

釋能模式為當有列車啟動或加速行駛造成直流電網電壓低於釋能啟動的設定值
時，飛輪儲能系統以釋能模式運轉，原先儲存在飛輪儲能器的動能，帶動同步發電
機以發電機模式運轉，直到達到最低工作轉速，將動能變為交流電能，再經 DC/AC
轉換器變為直流電，提供列車牽引電能。

飛輪儲能可以快速充放電，儲能密度與效率都較高，與電池相近，所以也稱為飛輪
電池，設置地點也十分靈活，但其零組件壽命容易受到機械磨損的影響而降低，能
量也不能較長時間的儲存，因此比較適合短時間、大功率的應用場合。目前在英國

UPT 電力公司有實用化的飛輪產品，在英國、美國等地的地鐵也有少部分的應用實
例[10]，在市場有一定的佔有率。
(2) 蓄電池儲能系統
由於蓄電池技術發展成熟，且蓄電池是能量密度很高的儲能元件，藉由蓄電池的充
放電達成再生煞車能量的回收與再次利用，這種技術在電動汽車與油電混合車較為

常見，在捷運系統供電網路中也不乏用蓄電池來回收再生煞車能量的例子，也是研