Анализ и параметрический синтез систем тягового электроснабжения

• Автор: Бардушко, Валерий Данилович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 264 с. : ил

Содержание
Введение

Глава I. Системный анализ и моделирование тягового электроснабжения

1.1 Структура систем электрической тяги.

1.2. Эквивалентирование систем электроснабжения.

1.3. Учет влияния внешней сети при моделировании динамических процессов в системах тягового электроснабжения

1.4. Базовая эквивалентная модель системы внешнего электроснабжения

1.5. Перспективная эквивалентная модель внешней сети

1.6. Уточненная эквивалентная модель системы внешнего

электроснабжения

Глава И. Имитационное моделирование систем тягового электроснабжения

2.1. Особенности представления схем замещения тяговых сетей
при имитационном моделировании.
2.1.1 .Модель тяговой сети.
2.1.2. Моделирование тяговой сети автотрансформаторной
системы электроснабжения.
2.2. Моделирование СТЭ в реальном и стохастическом масштабе
времени.
2.3. Модель системы тягового электроснабжения для анализа
качества электроэнергии
2т4. Порядок формирования расчетных периодов для имитационного моделирования работы системы тягового электроснабжения1
2.5. Учет случайных факторов при решении задач взаимодействия
тягового и внешнего электроснабжения
Выводы.
Г лава III. Параметрический синтез систем управления тяговым электроснабжением.
3.1. Особенности контроля параметров системы тягового электроснабжения
3.1.1. Алгоритм контроля потерь электроэнергии в трансформаторах
тяговых подстанций и тяговой сети.
3.2. Области использования детерминированных и вероятностных графиков движения поездов при расчетах систем тягового
электроснабжения
Глава IV. Методы контроля параметров и режимов работы систем тягового электроснабжения.
4.1. Алгоритм оптимизации размещения пунктов параллельного соединения контакгной сети
4.2. Алгоритм анализа работы междупутного компенсирующего устройства
4.3. Контроль старения трансформаторов
тяговых подстанций
4.4. Алгоритмический контроль состояния проводов
контактной сети.
4.5. Алгоритм расчета косвенными методами потерь в системе
тягового электроснабжения для реализации их контроля
аппаратными средствами.
4.6. Оптимизация периода квантования тяговой нагрузки при
аппаратном контроле параметров систем тягового электроснабжения
Выводы.
Заключение.
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
В диссертационной работе отражены результаты исследований, проводимых автором в течение более лет на объектах системы тягового электроснабжения ВосточноСибирской и Красноярской железных дорогах. Эти исследования направлены на совершенствование моделирования систем тягового электроснабжения СТЭ, получение алгоритмов рационализации режимов их работы. Исследованы и разработаны методы анализа и параметрического синтеза систем электроснабжения железных дорог СЭЖД, мониторинга важнейших элементов системы тягового электроснабжения. В совокупности все перечисленные мероприятия позволяют рационально управлять сложной системой электроснабжения электрифицированных железных дорог, снижая издержки на ее эксплуатацию.
Актуальность


В связи с быстрым совершенствованием компьютеров (резкого увеличения скорости вычисления и объемов оперативной памяти) появляется возможность создать на них модели электрифицированных участков и нагрузок, приближающиеся к аналоговым, сохранив их преимущества в универсальности и отражении параметров конкретных участков. Для создания обшей компьютерной модели необходимо разработать аналитические модели ее элементов: устройств электроснабжения и нагрузок. Это две крупные задачи, которые требуют решения при совершенствовании имитационного моделирования. В диссертационной работе, с целью повышения эффективности имитационного моделирования решены вопросы совершенствования моделей тяговых сетей переменного тока кВ и 2x кВ [6, 0]. Система тягового электроснабжения сложное сооружение, содержащее большое количество элементов, взаимодействующих друг с другом. Входы ее связаны с внешней частью электроснабжения - электрической системой, а выходы с нагрузками, перемещающимися единицами электроподвижного состава. По характеру и количеству взаимодействующих объектов система тягового электроснабжения относится к так называемым сложным системам. Следует отметить, что сами процессы, протекающие в СТЭ, в общем случае являются случайными. В полной мере учесть все факторы невозможно и при решении практических задач, всегда приходится идти на те или иные допущения (упрощение модели). В аналитических моделях процессы функционирования системы или ее элементов записываются в виде функций и логических условий. Если уравнения аналитической модели могут быть решены в явном виде относительно искомых величин, то такие модели исследуются аналитическими методами. Если же уравнения математической модели в общем виде не могут быть решены, го прибегают к численным методам получения результатов с применением ЭВМ. В некоторых случаях только использование компьютеров позволяет получить необходимые результаты. Это относится к тем случаям, когда система уравнений математической модели теоретически разрешима численными методами при конкретных начальных данных, но вычислительный процесс связан с очень большим числом операций. В области электрифицированных железных дорог имитационное моделирование стало применяться в проектных и эксплуатационных расчетах тягового электроснабжения. Имитационное моделирование включает конструирование модели реальной системы, постановку модельного эксперимента для изучения системы и выбор стратегии решения задач Поэтому сам процесс моделирования тесно связан с системным анализом (анализом динамики реального процесса, составлением и структуризацией модели) []. Основным преимуществом имитационных моделей по сравнению с анали- . СТЭ. Система тягового электроснабжения взаимодействует с внешней сетью, нетяговыми потребителями, элекгроподвижным составом, с системой организации движения поездов и др. Следует заметить, что семантический смысл, заложенный в определение самой системы электроснабжения электрических железных, дорог неоднозначен и может подвергаться изменениям по мере развития методов расчета и технических средств. Поэтому необходимо проявлять большую осторожность при определении границ изучаемой системы и устанавливать их в зависимости от цели исследования. Совокупность алгоритмов и программ, входящих во внутреннее и внешнее обеспечение, используемых при машинных экспериментах, составляет имитационную систему. Рис. Структурная схема системы электроснабжения: СВЭ - система внешнего электроснабжения: ТП 1 . ТП N - подстанции; ТС- тяговая сеть; ЭПС 1. Модель системы электроснабжения, и ее программная реализация должны строиться на основе модульной структуры. В противном случае любая её корректировка или развитие потребует кардинальной перестройки программного обеспечения. В этой связи надо отметить продуктивность развитого в работе [] агрегативного подхода, при котором сложная система математически расчленяется на конечное число подсистем. В результате исследуемый объект формализуется в виде унифицированной агрегативной системы, что значительно расширяет возможности её формального описания. При этом становится возможным применить системный анализ к объектам большой сложности.