Т. 326, № 10

Повышение энергетической эффективности системы тягового электроснабжения в условиях работы постов секционирования с накопителями электрической энергии

Повышение энергетической эффективности работы системы тягового электроснабжения направлено на достижение целевых показателей, обозначенных Энергетической стратегией ОАО «РЖД». Одной из основных задач, требующих решения, является повышение эффективности рекуперативного торможения на участках железных дорог, что может быть достигнуто обеспечением приема энергии рекуперации. Одним из возможных решений является размещение накопителя электрической энергии в системе тягового электроснабжения на посту секционирования, так как по ряду энергетических параметров именно на посту секционирования установка накопителя оказывается более эффективно по сравнению с размещением на тяговых подстанциях. Изучение основных режимов работы системы тягового электроснабжения в условиях применения рекуперативного торможения позволяет определить необходимые параметры и найти наиболее эффективные участки применения устройств. Цель работы: оценка целесообразности и эффективности применения емкостных накопителей электрической энергии на постах секционирования железных дорог постоянного тока, в целях повышения эффективности применения рекуперативного торможения, а также повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения. Методы исследования: имитационное моделирование тяговой нагрузки в системе тягового электроснабжения на основе экспериментальных данных, полученных с измерительных систем электровозов постоянного тока. Результаты. Исследовано влияние емкостных накопителей энергии, расположенных на постах секционирования, на режимы работы системы тягового электроснабжения постоянного тока в условиях применения рекуперативного торможения. Моделирование работы накопителей энергии выполнено для одного из реальных участков железной дороги, содержащих несколько межподстанционных зон, на основе данных, полученных по результатам обработки тяговой нагрузки грузового поезда. Профиль пути рассматриваемого участка железной дороги содержит уклоны до десяти промилле, что обусловливает широкое применение рекуперативного торможения. Предложен алгоритм управления режимами работы накопителя электроэнергии на посту секционирования постоянного тока, основанный на измерениях уровня напряжения на шинах поста секционирования постоянного тока и шинах накопителя энергии. Рассмотрена схема управления накопителями энергии со встречным включением электронных ключей, обеспечивающая заряд накопителя энергии при применении поездов рекуперативного торможения и его разряд при минимальном напряжении на шинах поста секционирования при максимальной тяговой нагрузке. Показано, что применение накопителей энергии на посту секционирования постоянного тока позволяет повысить среднее напряжения на шинах смежных тяговых подстанций, сократить потери электроэнергии в тяговой сети, уровень тяговой нагрузки по вводу преобразовательного агрегата и суммарный расход электроэнергии, определяемый по присоединениям контактной сети тяговых подстанций. Выполнена оценка влияния накопителя на параметры работы системы тягового электроснабжения. Отмечены недостатки рассматриваемой схемы подключения накопителя электроэнергии к шинам поста секционирования постоянного тока, которые могут быть устранены в дальнейшем путем совершенствования схемы управления.

Ключевые слова:

электронный ресурс, энергетическая эффективность, тяговое электроснабжение, системы, посты, секционирование, емкостные накопители, энергия, электроподвижные составы, электроэнергия, расход,

Авторы:

Черемисин Василий Титович

Незевак Владислав Леонидович

Шатохин Андрей Петрович

Скачать PDF