Анализ и структурно-параметрический синтез систем электроснабжения железнодорожного транспорта с установками распределенной генерации

• Автор: Арсентьев, Михаил Олегович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА С УСТАНОВКАМИ РГ

1.1. Постановка задачи исследований

1.2. Направления использования распределенной генерации на железнодорожном транспорте

1.3. Особенности систем электроснабжения железных дорог

1.4. Имитационное моделирование СЭЖД с установками РГ

1.5. Методика структурнопараметрического синтеза СЭЖД с установками распределенной генерации

1.6. Методика определения центров качаний

1.7. Выделение сенсорных узлов в СЭЖД

Выводы.
2. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УСТАНОВКАМИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ
2.1. Разработка моделей энергосистемы с устройствами распределенной генерации.
2.2. Формирование функциональных характеристик СЭЖД с установкой РГ
3. УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖД ТРАНСПОРТА С УСТАНОВКАМИ РГ
3.1. Особенности динамических режимов в СЭЖД с установками РГ.
3.2. Разработка системы управления для СЭЖД с установками РГ
3.3. Включение установок РГ на параллельную работу с сетью
3.4. Управление качеством электроэнергии в тяговых сетях средствами распределенной генерации.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АКГ активный кондиционер гармоник
АРВ автоматическое регулирование возбуждения
ВВ высоковольтный
ВСГ высоковольтный синхронный генератор
ДПР два провода рельс
ЖД железнодорожный
КС контактная сеть
ЛЭП линия электропередач
МПЗ межподстанционная зона
НВ низковольтный
НСГнизковольтный синхронный генератор
ПВМ паровая винтовая машина
ПРОМ паровая роторная объемная машина
РГ распределенная генерация
РМ реактивная мощность
I распределительная подстанция
РЭС район электрических сетей
СЛУ система автоматического управления
I синхронный генератор
СТ симметрирующий трансформатор
СТК регулируемая установка компенсации реактивной мощности
СТЭ система тягового электроснабжения
СЭЖД система электроснабжения железной дороги
СЭС система электроснабжения
ТП тяговая подстанция
ТЭР топливноэнергетические ресурсы
УФК устройство фильтрации и компенсации
ЭДС электродвижущая сила
ЭПС электроподвижной состав
ЭЭ электроэнергия
ЭЭС электроэнергетическая система
гибкие системы передачи энергии переменного тока
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В результате исследования динамики процесса включения установок РГ на параллельную работу в СЭЖД показано, что бросок уравнивающего тока при увеличенной несимметрии возрастает на сотни процентов, а длительность переходного процесса увеличивается примерно на треть, однако регламентируемые пределы при этом не нарушаются. Основные результаты диссертационной работы в виде программного обеспечения для ЭВМ, рекомендаций и практических разработок переданы в ООО «Транс-Атом» и научно-технический центр «Параметр». Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре «Электроснабжение и электротехника» национального исследовательского Иркутского государственного технического университета. При работе над диссертацией автор пользовался научными консультациями доктора техн. Закарюкина В. Па основе использования технологий распределенной генерации в СЭЖД можно получить существенные положительные эффекты, заключающиеся в снижении финансовых затрат на энергообеспечение объектов инфраструктуры железных дорог, повышении надежности электроснабжения ответственных потребителей, улучшении качества электроэнергии в РЭС нетяговых потребителей [. ЭЭ в СЭЖД за счет дополнительной генерации в определенных точках сетей 0. СЭЖД с установками РГ и разработка на этой основе системы управления качеством ЭЭ средствами распределенной генерации. Решение перечисленных задач требует привлечения методов системного анализа [7, , , , , , , , , 6, 7, 7], так как объект исследований - СЭЖД - представляет собой сложную динамическую систему, активно взаимодействующую с внешней средой. При этом необходимо корректно учитывать специфические особенности СЭЖД [7, , , , , , , , , 6, 7, 7], что также требует применения системного подхода и разработки компьютерных моделей СЭЖД с установками РГ. Под распределенной генерацией понимается совокупность потребительских энергоустановок для выработки электроэнергии на основе современных энерготехнологий. Эти установки могут работать как отдельные генераторы, подключенные к сети РЭС, а также объединяться в микроэнергосистемы [0]. Современная преобразовательная техника [] позволяет присоединять установки РГ к электроэнергетической системе через вставки постоянного тока. Подобная концепция ограничивает мощность короткого замыкания на шинах источников РГ, обеспечивает высокое качество электроэнергии и придаст электроснабжению потребителей характер гарантированного питания. Источники РГ, объединенные в микроэнергосистемы (кластеры), обеспечивают не только повышенную надежность электроснабжения, но и открывают широкие возможности для оптимизации режимов и повышения экономичности производства и распределения ЭЭ. Имеющийся отечественный и зарубежный опыт показывает применимость технологий РГ в промышленности, коммунально-бытовом секторе, сельском хозяйстве и на транспорте. ОАО «Российские железные дороги». В этих документах отмечается, что на железнодорожном транспорте предусматривается широкое применение высокоэнергоэффективных технических средств и технологий, основанных на достижениях фундаментальных наук. В регионах, где внешнее электроснабжение железных дорог является неустойчивым, предполагается создавать принадлежащие ОАО «РЖД» источники ЭЭ для обеспечения тяги поездов и нужд нстяговых железнодорожных потребителей. Так, например, в ближайшие годы на Свердловской железной дороге появится собственная электростанция мощностью МВт, на которой будут установлены. Для того чтобы избежать зависимости от многочисленных сетевых компаний, предполагается в ряде случаев использовать построение СЭЖД, при котором в зоне крупной электростанции ЭЭС сооружается опорная железнодорожная подстанция, питающая по собственной линии , или 0 кВ, проложенной по опорам контактной сети, промежуточные тяговые подстанции; Одновременно обеспечивается повышение качества электроэнергии, симметрирование нагрузки, снижение электромагнитного влияния тяговой сети на смежные линии [, ]. Такое построение СТЭ создает особо благоприятные условия для внедрения установок распределенной генерации.