波罗的海铁路走廊大规模电气化初具规模

波罗的海铁路是一个新兴的铁路运输基础设施该项目致力于将三个波罗的海国家纳入欧洲铁路网，通过里加和考纳斯连接塔林和华沙，加上考纳斯-维尔纽斯支线，并确保进一步发展到芬兰的可能性。该项目由欧盟连接欧洲基金和波罗的海三国提供资金。

该线路上运行的列车服务将结合时速250公里的高速客运列车、时速200公里的区域服务和夜间列车运费列车，主要是多式联运和集装箱列车，将以每小时120公里的速度运行。

格林菲尔德大规模挑战

对于这样的主干线走廊，考虑到要输送的电力范围，必须采用传统的接触网系统(OCS)进行电气化。尽管如此，仍有许多挑战需要解决:如何规划、设计和部署一个现代化的电气化系统，在这条跨越三个欧盟成员国领土的最长的一体铁路基础设施上?如何利用一个独特的绿地项目，使用最先进的技术，同时保持长期的愿景?别忘了，如何保持跟踪波罗的海国家电力部门快速发展和欧盟能源政策的能力?

规划一个跨越爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛并与波兰相连的大型跨境铁路电气化项目，需要在政府当局、电力传输系统运营商(TSO)和能源供应商之间建立紧密合作，同时密切关注欧盟能源和运输政策、绿色协议和国家脱碳计划。

波罗的海国家的合资企业RB Rail AS负责将波罗的海铁路作为一个跨境项目实施——包括在整个870公里的铁路线上实施电气化(所谓的ENE子系统)——自2018年以来接受了挑战。第一步是对波罗的海铁路走廊的ENE子系统实施进行全面分析，该项目被授予Ineco-Ardanuy财团，由西班牙公司Ingenería y Economía del Transporte S.M.E. M.P, S.A.和ARDANUY Ingenería, S.A.组成。分析评估和定义了主要驱动因素，分析了电网的现状和可能的演变，现有和未来的生产能力及其对环境的影响。以及适用的技术。此外，还详细介绍了ENE子系统的实施方案和采购策略。

由于波罗的海铁路利益相关方的及时参与是成功交付的关键条件，因此成立了一个特设技术工作组，将负责运输、能源和经济的部委、负责波罗的海铁路实施的实体、波罗的海国家的TSOs以及波罗的海国家现有的1520毫米轨制铁路基础设施管理人员和波兰铁路基础设施管理人员联合起来。应当指出，波罗的海国家现有的铁路系统主要是1 520毫米的铁路网;同时，与ENE子系统相关的轨距差异。

2021年4月，RB Rail AS按照公共采购程序，选择了由DB Engineering & Consulting GmbH(德国)、IDOM Consulting、Engineering、Architecture、s.a.u(西班牙)和ITALFERR S.p.A(意大利)(ENE工程师)组成的财团，提供ENE工程服务，包括准备电气化系统的概念设计，支持整个波罗的海铁路走廊的设计和建造服务的采购，并监督施工和调试，直到开始商业运营。

不平衡和desynchronisation

作为概念设计的一部分，ENE工程师已经通过使用专用软件工具，在专门创建的Rail Baltica电气化系统模型上成功地进行了多次牵引仿真迭代。软件仿真方法被用作一种综合工具，目的是比较不同的牵引技术，并优化其配置和评级。这项工作的目的是确保确定铁路营运需要所需的电力(例如，以普通和降级模式运行的定期列车的最佳供能、可靠性和可用性水平、是否符合相关标准，以及已证实的技术所能带来的最佳做法)。确定行动领域以满足每个波罗的海国家公共电网的需求，满足TSO要求(即对网络稳定性和质量的影响、连接的技术条件、环境影响等方面没有或非常严格的要求)。

主要的困难是开发波罗的海铁路电气化系统的软件模拟模型，这是一种新的、重要的和高度可变的电力消费者，适用于波罗的海国家输电电网和电力生产者的具体情况。总的来说，波罗的海国家的电力生产商的特点是它们主要集中在当地的生产能力(主要是水力发电和热能)，而且波罗的海国家通过海底输电线与活跃在诺德浦电力市场的其他生产商相连。此外，每个州都有广泛的计划来发展重要的可再生电力生产能力(陆上和海上风能，热电联产和太阳能)。

此外，波罗的海国家正在进行一项雄心勃勃的项目，到2025年与欧洲大陆国家电网同步，并使其电网与BRELL不同步¹能量戒指。

铁路电力牵引系统的本质导致电网的三个阶段之间的不平衡，这是由TSO法规严格限制的，由于在概念设计的详细阐述期间的紧密合作，这个问题得到了解决。

优化和解决方案

在整理了所有的研究、参数和要求之后，ENE工程师基于多准则分析和经济分析开发了一种复杂的决策方法，其目标是为Baltica能源子系统的配置确定最技术经济的最优解决方案。对于电气化系统的选择分析和最终决策，以下标准被定义为主要优先事项:50年的最佳生命周期成本，最大限度地提高牵引链的能源效率(从高压连接到车轮)，以及允许灵活性跟随运输需求的类型和数量的潜在变化的技术。

通过优化，选择静态变频器(SFC)技术进行牵引分站配置，并结合2x25kV的配电解决方案为铁路OCS送电。用于铁路牵引的SFC技术结合了从三相网络馈电的优点，通过使用专用的功率整流器和单相转换器将电力输送到单相网络。牵引链AC-DC-AC允许铁路牵引系统与现有输电电网的电气质量解耦，解决了不平衡问题，但代价是增加了复杂性。SFC技术还允许在完全可逆模式下控制电网和铁路牵引系统之间的能量传输。

SFC技术作为牵引源和2x25kV解决方案作为牵引分布的结合，通过优化建设成本和连接成本，提供了增加牵引变电站之间距离的可能性。与传统解决方案相比，通过更好地利用列车减速产生的电能，最终提高了能源效率，并将其转移到加速范围更广的列车上。

下一阶段:设计和施工

最后，波罗的海铁路电气化系统将作为单一系统在波罗的海三国设计和实施。这也意味着需要解决边界影响带来的额外复杂性，在波罗的海铁路中，爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛和波兰之间有三个跨境路段。此外，该项目本身的规模令人印象深刻:870公里的双轨全长需要超过2000公里的接触网系统，约4350吨铜材料和约5万根桅杆。波罗的海铁路公司的耗电量将达到900千瓦时/年，预计每一个波罗的海国家的国民耗电量将增加约3%。

接下来的设计和施工阶段的采购程序正在准备中，并将在未来几个月内公布，使波罗的卡铁路设计和建造成为部署的单个系统中最大的电气化项目。

通过采取果断步骤交付Rail Baltica ENE子系统，Rail Baltica项目及其能源部门合作伙伴正接近交付一个完全配备了最先进的电力牵引技术、高效且对环境影响最小的基础设施，为本十年结束前大规模的电力运输运营铺平道路。

参考

1.BRELL能源环是白俄罗斯、俄罗斯、爱沙尼亚、拉脱维亚和立陶宛能源系统的同步运行模式，基于一般运行原则，交换电力，并在紧急情况下通过储备相互支持