Оперативный контроль и прогнозирование показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения

• Автор: Добрынин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1 Анализ современного состояния расчетов нагрузочной способности системы тягового электроснабжения.

1.1 Аналитические методы расчета нагрузочной способности

1.1.1 Специфика расчета системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта

1.1.2 Расчет параметров нагрузочной способности системы тягового электроснабжения.

1.2 Расчет нагрузочной способности тяговой энергосистемы методами имитационного моделирования.
1.3 Рейтинговый анализ критериальных параметров нагрузочной способности системы тягового электроснабжения
1.4 Выводы.

2 Математическая модель системы тягового электроснабжения

2.1 Аналитическая оценка мощности тяговой подстанции исходя из оценки потребляемой мощности необходимой для пропуска поездов повышенной массы и длины.

2.1.1 Расчет тока тяговой подстанции.

2.1.2 Расчет системы тягового электроснабжения по мощностной характеристике.

2.1.3 Расчет мощности тяговой подстанции при задании нагрузки мощностной характеристикой.
2.2 Оценка взаимосвязи нагрузки системы тягового электроснабжения с характером дислокации поездов на участке
2.3 Расчет системы тягового электроснабжения по мощностным характеристикам движения поездов.
2.3.1 Математическое описание мгновенной схемы работы системы тягового электроснабжения.
2.3.2 Алгоритм расчета системы тягового электроснабжения
2.4 Выводы.
3 Структура имитационной модели уточненного расчета параметров нагрузочной способности системы тягового электроснабжения
3.1 Структурная схема модели
3.2 Моделирование режимов работы системы тяговою электроснабжения. Моделирование графика движения поездов
3.3 Сопоставительный анализ тестового моделирования работы системы тягового электроснабжения.
3.4 Анализ расчетов нагрузочной способности системы тягового электроснабжения при использовании методов адаптации по критерию электропотребления на участке
3.5 Выводы
4 Оптимизация режимов работы системы тягового электроснабжения
по критерию минимального расхода электроэнергии
4.1 Критериальная оценка оптимизации работы системы тягового электроснабжения.
4.2 Выбор оптимальных межпоездных интервалов с учетом критериальных параметров нагрузочной способности системы тягового электроснабжения
4.3 Выводы.
5 Практическая реализация использования модели расчета
нагрузочной способности для электрифицированных участков железной дороги.
5.1 Программнорасчетный комплекс
5.2 Построение энергооптимального графика движения поездов
5.3 Расчет экономической эффективности.
5.4 Выводы.
Основные выводы и предложения.
Список использованных источников


Главным отличием расчета тяговых сетей от сетей со стационарными нагрузками является непрерывное изменении положения нагрузки и ее величины вследствие движения поездов различных весов по пути с изменяющимся профилем, а также числа нагрузок 3. Поэтому контроль показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения необходимо вести в оперативном режиме. При этом не достаточно использовать аппаратные средства контроля поскольку с их помощью нельзя спрогнозировать нагрузку на СТЭ в предстоящий период. Для прогноза показателей нагрузки системы используется расчетный метод контроля. Особую актуальность имеет оперативный контроль на железных дорогах, электрифицированных по системе постоянного тока, поскольку токовая нагрузка на оборудование СТЭ на порядок выше, чем в системе на переменном токе. Существуют несколько методов расчета систем электроснабжения 3. Общим в этих методах расчета является то, что все они основываются на заданных схемах питания сети, числе, расположении и значении нагрузок. Нагрузки задаются мощностью или током. Если заданы график движения поездов и кривые нагрузок, то для любого момента времени по графику движения могут быть установлены места расположения поездов, а для этих мест расположения по нагрузочным кривым могут быть определены величины нагрузок от поездов. В силу динамичности изменения нагрузок движение поездов методы подразделяются на метод равномерного сечения графика движения, метод характерных сечений графика движения, метод непрерывного исследования графика движения. По методу равномерного сечения графика движения мгновенные схемы расположения поездов берутся из графика движения через равные интервалы времени. По методу характерных сечений графика движения расчетные моменты времени выбираются не произвольно, а так, чтобы в рассмотрение попали все значительные изменения поездных токов, для чего на графике тока поездов намечают так называемые характерные точки, отмечающие основные места изменения тока. Недостатком метода равномерного сечения считалось, что он не учитывает кратковременные изменения нагрузок, которые учитывает расчет по характерным точкам, но его применение для расчетов имитационного моделирования на компьютере позволяет производить расчеты с любой дискретизацией по времени, сводясь при этом к методу непрерывного исследования. Кроме того, метод равномерного сечения реализуется при этом проще, чем метод характерных сечений графика движении. Для расчета мгновенных схем применяются любые из известных методов из теоретических основ электротехники, в зависимости от способа задания нагрузки. Нагрузка может быть задана сопротивлением, мощностью, но чаще всего она задается током. На рис. Движение поездов чпо участкам определяет график исполненного движения ГИД рис. График можно определить координаты поездов в любой момент времени, а по токовой характеристике величину нагрузки. Таким образом, получается мгновенная электрическая схема рис. Рис. Рис. График исполненного движения поездов
Рис. По этому расчеты токораспределения производятся при учете напряжения холостого хода тяговых подстанций, а также при изменении напряжения на шинах подстанций, вызванных изменением их нагрузок. В этом случае ряд соседних подстанций питает нагрузку совместно, разгружая уравнительными токами более загруженные и нагружая менее нагруженные подстанции. На пиковые значения нагрузок подстанций падающие характеристики оказывают благоприятное для работы системы энергоснабжения влияние. Максимальные нагрузки подстанций и фидеров при таких характеристиках снижаются 3. Расчет токораспределения тяговой нагрузки производится с учетом внешних характеристик тяговых подстанций. Согласно Правил Технической Эксплуатации Железных Дорог Российской Федерации уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при постоянном токе должен быть не менее 2,7 кВ и не более 4 кВ 4. Уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава определяется разностью напряжения холостого хода на тяговых подстанциях и полной потерей напряжения до поезда. Полная потеря напряжения до поезда
А 2АгА 1.