Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока

• Автор: Тарута, Павел Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Введение.

1. Способы моделирования системы энергоснабжения электрифицированных железных дорог.

1.1. Характеристика объекта исследования.

1.2. Анализ основных подходов при составлении модели системы тягового электроснабжения

1.3. Структурная схема имитационной модели электрифицированного участка

1.4. Анализ имитационных моделей системы тягового электроснабжения.

1.5. Выводы
2. Совершенствование математической модели системы тягового электроснабжения для исследования эффективности использования энергии рекуперации.
2.1. Разработка имитационной модели системы тягового электроснабжения постоянного тока с учетом рекуперации электрической энергии
2.2. Алгоритм расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока с учетом рекуперации электрической энергии
2.3. Разработка программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока
2.3.1. Разработка программы тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения.
2.3.2. Разработка программы расчета системы тягового электроснабжения
2.4. Выводы
3. Оценка адекватности программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.
3.1. Основные подходы к оценке адекватности сложных систем.
3.2. Оценка адекватности программы тяговых расчетов.
3.3. Оценка адекватности программы расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока
3.4. Выводы.
4. Исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии на действующем участке железной дороги
4.1. Анализ влияния рекуперативного торможения на расход электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций
4.2. Анализ технических потерь в системе тягового электроснабжения при наличии рекуперации электроэнергии
4.3. Повышение эффективности использования энергии рекуперации на электрифицированных участках постоянного тока.
4.3.1. Оценка рациональности использования электрической энергии, рекуперируемой в системе тягового электроснабжения.
4.3.2. Выбор уровня напряжения на шинах тяговых подстанций для повышения эффективности использования энергии рекуперации
4.3.3. Исследование влияния скорости движения рекуперирующего поезда на эффективность использования энергии рекуперации
4.4. Выводы.
5. Оценка экономической эффективности использования программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока
5.1. Показатели экономической эффективности.
5.2. Расчет капитальных вложений и эксплуатационных расходов
5.3. Оценка экономического эффекта
Заключение.
Библиографический список
Введение
В настоящее время проблема энергосбережения и эффективного использования электроэнергии на электрифицированном железнодорожном транспорте приобрела особую актуальность. Так, согласно федеральной целевой программе Энергоэффективная экономика на г. и на перспективу до г., утвержденной постановлением правительства Российской Федерации 6 от ноября г., одним из трех основных направлений снижения расхода топливноэнергетических ресурсов, определенных для железнодорожного транспорта, является электропотребление на тяг поездов.
Актуальность


Показывается, что задача повышения эффективности использования рекуперируемой электрической энергии является задачей, требующей всестороннего и точного анализа многих экономических и технических вопросов. Экспериментальное исследование данного вопроса представляется крайне сложным, а одним из наиболее предпочтительных способов, позволяющих с достаточной степенью достоверности осуществлять изучение вопроса, является моделирование. Далее описываются основные способы использования математической модели, получившие наибольшее распространение при решении задач функционирования СТЭ, и осуществляется выбор наиболее рационального способа для решения исследуемого вопроса. СТЭ. Выполнен анализ существующих программных комплексов расчета системы тягового электроснабжения. Существующие программные комплексы расчета СТЭ позволяют решать довольно широкий круг задач, связанных с процессами, происходящими в системе электрической тяги, однако исследование вопроса эффективности использования энергии рекуперации в данных имитационных моделях не предусматривается. Решение поставленной задачи связано с созданием программного комплекса расчета СТЭ, адекватно имитирующего работу электрифицированного участка железной дороги при наличии на нем электротяговой нагрузки, находящейся в режиме рекуперативного торможения. Во второй главе рассматривается агрегативный подход при разработке математической модели СТЭ, позволяющий обеспечить требуемую точность решения множества теоретических и практических задач расчета и анализа работы СТЭ. Формулируется последовательность разработки имитационной модели СТЭ обосновывается выбор системного подхода при разработке модели сложной системы производится анализ агрегативной схемы, используемой в настоящее время, при разработке имитационной модели СТЭ и описываются новые блоки, добавленные в математическую модель, необходимые при исследовании эффективности использования энергии рекуперации производится описание усовершенствованной агрегативной схемы СТЭ и указываются функциональные связи, обусловливающие взаимную зависимость между агрегатами и назначение каждого агрегата в отдельности. СТЭ. Производится описание того, как велась разработка программного комплекса, включающего в себя программу тяговых расчетов и программу расчета СТЭ. В третьей главе производится оценка адекватности разработанного программного комплекса сначала описываются основные подходы при оценке адекватности сложных систем и обосновывается выбор критерия адекватности, а затем отдельно для каждой программы, входящей в программный комплекс, по результатам выполненных экспериментальных исследований осуществляется доказательство их адекватной имитации реальных процессов. В четвертой главе рассматривается применение разработанного программного комплекса для исследования эффективности использования рекуперируемой электрической энергии на Кузбасском отделении ЗападноСибирской железной дороги сначала для всех участков отделения выполняется анализ влияния рекуперативного торможения на расход электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций, затем производится исследование влияния рекуперации на потери электроэнергии в СТЭ вносится предложение при изучении вопросов надежности и рациональности рекуперативного торможения, а также вопроса эффективности использования энергии рекуперации руководствоваться не только объемом избыточной энергии рекуперации, но и значением потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии осуществляется оценка эффективности использования электрической энергии, рекуперируемой в СТЭ в заключение для одного из участков отделения с помощью разработанного программного комплекса производится выбор уровня напряжения на шинах тяговых подстанций для повышения эффективности использования энергии рекуперации. В пятой главе рассматриваются основные экономические показатели общей и сравнительной эффективности внедрения на железнодорожном транспорте инновационного мероприятия и производится оценка экономической эффективности использования разработанного программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.