автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Анализ и структурно-параметрический синтез систем электроснабжения железнодорожного транспорта с установками распределенной генерации

На правах рукописи

4Ц4»оои

Арсентьев Михаил Олегович

АНАЛИЗ И СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА С УСТАНОВКАМИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ

Специальность 05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ИЮН 2011

Иркутск 2011

4849336

Работа выполнена в ГОУ ВПО НИ «Иркутский государственный технический университет» и ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Крюков Андрей Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Гоппе Гарри Геирихович кандидат технических наук, доцент Дубицкий Михаил Александрович

Ведущая организация:

ОАО «Силовые машины», завод «Электросила», г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 23 июня 2011 года в 14-00 часов на заседании совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д218.004.01 при ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения» (664074, Иркутск, ул. Чернышевского, д. 15, ауд. А-803).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения».

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС, диссертационный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций Д218.004.01, ученому секретарю.

Автореферат разослан 21 мая 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета.

кандидат технических наук, профессор

И.И. Тихий

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность темы. В последние годы разработан целый ряд эффективных энерготехнологий, которые позволяют потребителям электроэнергии (ЭЭ) создавать собственные генерирующие установки, конкурирующие с централизованным производством ЭЭ. Под распределенной генерацией (РГ) понимается совокупность потребительских энергоустановок как индивидуального использования, так и объединенных в микроэнергосистемы. Создание установок РГ диктуются необходимостью адаптации к условиям рынка, а также ужесточением требований экологии, стимулирующих использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Вопросы использования технологий РГ на железном транспорте нашли отражение в нормативных документах, определяющих перспективы развития отрасли: в энергетической стратегии ОАО «РЖД» на перспективу до 2030 года и стратегических направлениях научно-технического развития ОАО «РЖД». В этих документах отмечается, что на железнодорожном транспорте предусматривается развитие собственной генерации энергии на нетяговые нужды, внедрение энергоёмких накопителей энергии, существенное повышения эффективности рекуперации энергии.

Эффективное использование технологий РГ на железнодорожном транспорте требует применения методов системного анализа и моделирования с учетом специфических особенностей систем электроснабжения железных дорог (СЭЖД).

Значительный вклад в решении проблемы построения систем электроснабжения с установками распределенной генерации внесли Н.И. Воропай, Б.Б. Кобец, A.B. Праховник, В.П. Фотин и др. Вопросам, связанным со структурно-параметрическим синтезом систем электроснабжения железных дорог, посвящены работы Б.А. Аржанникова, М.П. Бадера, В.Д. Бардушко, А. С. Бочева, Б.М. Бородулина, A.JI. Быкадорова, Л.А. Германа, В.Л. Григорьева, Ю.И. Жаркова, Р.Н. Карякина, А.Б. Косарева, Б.И. Косарева, A.B. Котелышкова, P.P. Мамоши-на, Г.Г. Марквардта, К.Г. Марквардта, Э.С. Почаевеца, В.Н. Пупынина, Э.В. Тер-Оганова, В.Т. Черемисина и др.

Работы перечисленных авторов создают методологический фундамент для проведения исследований, направленных на разработку и модернизацию систем электроснабжения железных дорог (СЭЖД), обеспечивающих эффективное использование технологий РГ на железнодорожном транспорте.

Цель диссертационной работы заключается в определении рациональных структур и параметров СЭЖД с установками распределенной генерации.

Для реализации сформулированной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Системно обосновать направления использования технологий распределенной генерации в электроэнергетике ЖД транспорта для решения задач повышения надежности электроснабжения, снижения затрат на энергообеспечение и повышение качества электроэнергии;

2. На основе компьютерного моделирования показать, что дополнительная генерация ЭЭ в определенных точках системы позволяет улучшить качество

электроэнергии в СЭЖД, выявить требования, предъявляемые к установкам РГ в сетях с пониженным качеством ЭЭ;

3. Провести структурно-параметрический синтез систем электроснабжения нетяговых потребителей с установками РГ, с целью определения точек подключения синхронных генераторов (СГ) и их параметров, обеспечивающих наибольшее снижение отклонений напряжения, несимметрии и несинусоидалъно-сти;

4. На основе теории планирования выполнить компьютерные эксперименты для получения функциональных характеристик СЭЖД, позволяющих оценивать влияние параметров установок РГ на качество ЭЭ;

5. На основе моделирования динамических режимов СЭЖД с установками РГ осуществить анализ переходных процессов и разработать систему управления качеством ЭЭ средствами распределенной генерации.

Методы исследования рассмотренных в диссертации задач базируются на методах системного анализа, имитационного моделирования, математическом моделировании сложных электроэнергетических систем (ЭЭС) и СЭЖД при включении электромеханических объектов с применением аппарата теории автоматического управления, линейной алгебры, теории функций многих переменных, теории планирования эксперимента.

При проведении вычислительных экспериментов использовались разработанный в ИрГУПСе комплекс программ «РА7(УМ011Е)-Качество» и математическое моделирование в среде МаЛаЬ.

Научная новизна заключается в том, что в диссертационной работе впервые получены и выносятся на защиту следующие результаты:

1. Сферы применения установок распределенной генерации на железнодорожном транспорте, выявленные на основе системного подхода; особенности СЭЖД, влияющие на эффективность применения технологий распределенной генерации.

2. Метод моделирования систем электроснабжения железных дорог в фазных координатах, отличающийся от известных возможностью корректного учета установок распределенной генерации.

3. Методика динамического моделирования СЭЖД, дающая возможность, в отличии от известных, исследовать процессы, связанные с изменением режимов работы установок РГ в сетях с пониженным качеством электроэнергии.

4. Оригинальная методика структурно-параметрического синтеза СЭЖД, позволяющая определять рациональные места подключения и парамегры установок РГ, наиболее эффективные по критерию улучшения качества электроэнергии.

5. Система управления для установок РГ, работающих в составе СЭЖД, построенная на основе регуляторов для изменения вращающего момента и тока возбуждения СГ, обеспечивающая формирование требуемых переходных характеристик и достижение заданных значений показателей качества ЭЭ.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертации научных результатов подтверждена их сопоставлением с расчетами, выполненными с по-

мощью промышленных компьютерных программ, а также с данными инструментальных замеров в системах электроснабжения ЖД транспорта.

Практическая значимость полученных научных результатов состоит в решении актуальных научно-технических задач, связанных с повышением энергоэффективности и качества электроэнергии в системах электроснабжения ЖД транспорта. Полученные в диссертации результаты создают возможность научно обоснованно решать следующие актуальные практические задачи:

1. Рациональный выбор мест размещения установок РГ и определения их параметров в системах электроснабжения железных дорог переменного тока;

2. Управление режимами работы СЭЖД с установками РГ;

3. Повышение качества электроэнергии в системах электроснабжения ЖД транспорта.

Реализация результатов работы. 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» Иркутского государственного технического университета.

Апробация работы. Результаты, полученные на основе проведенных в диссертации исследований, докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Всероссийские научно-практические конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири», Иркутск, 2006, 2009, 2010, 2011 гг.; Innovation and Sustainability of modern railway proceeding of ISMR 2008., China; IV международная научно-техническая конференция «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, 2009 г.; Межвузовская научно-практическая конференция «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», 12-15 октября 2009, Иркутск.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 12 научных публикациях, 4 из которых - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных исследований. В работах с соавторами соискателю принадлежит от 25 до 70 % результатов. Положения, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 151 наименований и приложения. Общий объем диссертации 216 страниц, в тексте содержится 191 рисунок и 48 таблиц. В приложении приведены акты о внедрении.

При работе над диссертацией автор пользовался научными консультациями доктора техн. наук, доцента Закарюкина В.П.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований, направленных на системный анализ транспортной энергетики, разработку моделей установок РГ для решения задач повышения качества электроэнергии. Сформулированы цели и основные задачи исследований, определена научная и практическая ценность работы, дано краткое описание ее содержания.

В первой главе проведен системный анализ особенностей транспортной электроэнергетики для определения условий работы и требований, предъявляемых к установкам распределенной генерации; Эти особенности определяются такими задачами СЭЖД как электроснабжение тяги поездов, нетяговых и нетранспортных потребителей, расположенных вблизи трассы железной дороги.

Анализ проводился по результатам имитационного моделирования режимов работы СЭЖД, полученным при использовании комплекса программ «Рагопогс1-Качество - расчеты показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения в фазных координатах с учетом движения поездов», разработанном в ИрГУПСе. При этом были выявлены следующие особенности СЭЖД, учет которых необходим при использовании РГ на объектах ЖД транспорта:

• резкопеременные, нестационарные тяговые нагрузки, перемещающиеся в пространстве;

•значительный уровень несимметрии и гармонических искажений в СЭЖД;

• значительные электромагнитные влияния контактной сети на смежные

ЛЭП.

В результате проведенных исследований применительно к конкретной СЭЖД показано, что за счет применения РГ с синхронным генератором, снабженным автоматическим регулятором возбуждения (АРВ), коэффициент несимметрии, достигавший 16 %, снижается вдвое. Максимальный коэффициент искажения кривой синусоидальности напряжения уменьшается с 11 до 4 %. Компьютерное моделирование показало таюке, что наибольший эффект дает применение комплексных установок, состоящих из генератора и регулируемого устройства компенсации реактивной мощности.

Задача структурно-параметрического синтеза СЭЖД с установками РГ включает следующие этапы:

•определение целей синтеза;

•разработка методов моделирования СЭЖД с установками РГ;

•создание методик определения рациональных мест размещения установок РГ; при этом рационально провести декомпозицию задачи с разбивкой ее на два уровня; на первом выбираются оптимальные места размещения в масштабах железной дороги-филиала ОАО «РЖД», рис. 1а, на втором выявляются рациональные точки подключения дополнительных источников ЭЭ в масштабах конкретного района электроснабжения нетяговых потребителей (РЭС), рис. 16;

•определение параметров РГ, наиболее оптимальных с точки зрения достижения сформулированных целей, а также разработка системы управления для установок РГ и получение численных значений параметров регуляторов, обеспечивающих требуемые динамические характеристики и достижение заданных

значений показателей качества ЭЭ.

Рис. 1. Фрагменты структурных схем СЭЖД и РЭС с установками РГ:

ТП - тяговая подстанция: РП - распределительный пункт; ТПС - трансформаторная

подстанция

В общем виде задача структурно-параметрического синтеза СЭЖД с установками РГ может быть сформулирована следующим образом: найти

ттФ = тт[аЬз1Ю ки к2и АИ'] при ограничениях в виде равенств и неравенств Р(Х,У,М,С) = 0;

Здесь айлЭи - п-мерный вектор абсолютных значений отклонений на-

ик ~ & к ном

пряжений в узлах сети, <Юк =

и.

кНОМ

• модуль напряжения в к-

ом узле сети и его номинальное значение; к(/ - п-мерный вектор коэффициентов несинусоидальности напряжений в узлах РЭС; к2и - «-мерный вектор коэффициентов несимметрии в узловых точках сети; Ш - потери электроэнергии в РЭС; Г - «-мерная вектор-функция, отвечающая уравнениям установившегося режима; X = [х, х2 ... хп]г - вектор нерегулируемых параметров режима (зависимых переменных), в качестве которых обычно используются узловые напряжения 1§\ в декартовых или полярных координатах; У = [у, у2 ■•• }'„, ]' -вектор регулируемых параметров (независимых переменных), в состав которого входят активные мощности генераторов и нагрузок, а также модули напряжений в узлах сети, к которым подключены установки РГ с генераторами, имеющими

автоматическое регулирование возбуждения1; М - бинарная матрица, определяющая структуру сети (обобщенная матрица инциденций); С - бинарный вектор, определяющий узлы подключения установок РГ; Y0 - допустимая область изменения параметров Y, определяемая условиями существования режима.

Создание регулярной и применимой на практике методики решения сформулированной оптимизационной задачи связано со значительными затруднениями, вызванными наличием целочисленных параметров в виде матрицы М и вектора С. Получение практически реализуемого алгоритма решения задачи возможно на основе редукции и декомпозиции.

Ввиду того, что нормативные документы по качеству ЭЭ устанавливают допустимые диапазоны изменения компонент векторов absTW, k(/, k2U, можно перейти от многоцелевой задачи оптимизации к одноцелевой: найти

ттФ = /и/л AfF(X, Y,M,C) (1)

при ограничениях в виде равенств и неравенств F(X,Y,M,C)=0;

DU""" < DU < DU""*; (2)

Мх)<к„№; (3)

кю(х)*ки,~; (4)

YeYD. (5)

Дальнейшая редукция задачи может быть осуществлена путем ее-декомпозиции, позволяющей отказаться от минимизации потерь. При этом предполагается, что задачи обеспечения mintsW возлагаются на другие устройства, в частности, на регулируемые средства компенсации реактивной мощности. В этом случае задача может быть сведена к вводу режима в область, определяемую соотношениями (2)...(5). Кроме того, анализ реальных режимов СЭЖД показывает малую вероятность нарушения ограничений (5), определяющих допустимую область Yu. Поэтому последнее соотношение в большинстве практических случаев можно исключить из рассмотрения.

С учетом древовидной структуры РЭС нетяговых потребителей, в которой отсутствуют замкнутые контуры, задача ввода режима в область допустимых значений ПКЭ может быть решена путем построения зависимостей (функциональных характеристик) вида ки - ки (z) и к1и = kvl(z). где через Z обозначен вектор параметров установок РГ.

На начальном этапе структурного синтеза определена возможная структура СЭЖД с установками РГ, показанная на рис. 2. При этом установки РГ могут включаться непосредственно в сеть РЭС или через вставку постоянного тока, снимающую жесткие требования к синхронизации частоты. Последнее особенно актуально при использовании для привода РГ нетрадиционных возобновляемых источников электроэнергии (НВИЭ), например, ветрогенераторов. Кроме того, в отдельных случаях установки РГ могут объединяться в кластеры, представляю-

Неизменный модуль напряжения может задаваться также в узлах сети с управляемыми установками компенсации реактивной мощности.

щие собой микроэнергосистемы, построенные, как правило, на базе НВИЭ и предназначенные для электроснабжения территориально обособленных объектов ЖД транспорта. Структура СЭЖД, показанная на рис.1, соответствует концепции интеллектуальных электрических сетей (smart grid), определяющей основной вектор развития электроэнергетики в современном мире.

Рис. 2. Структурная схема СЭЖД с установками РГ:

СТЭ - система тягового электроснабжения; РЭС - район электроснабжения нетяговых потребителей; НЭ - накопитель ЭЭ; СУ - симметрирующие устройства; АКГ - активные кондиционеры гармоник; УФК - устройство фильтрации и компенсации реактивной мощности

Для моделирования СЭЖД с установками РГ использовались две технологии:

• метод имитационного моделирования СЭЖД на основе фазных координат и решетчатых схем замещения, разработанный в ИрГУПСе и модифицированный в рамках диссертационного исследования в части реализации моделей синхронных генераторов, снабженных автоматическими регуляторами возбуждения;

• динамическое моделирование с использованием пакета 8ипРо'Л'ег8уз1ет системы МаЙаЬ.

Кроме того, в диссертационной работе предложены две методики, позволяющие существенно облегчить решение трудно формализуемой задачи определения рациональных мест размещения установок РГ в масштабах СЭЖД филиалов ОАО «РЖД». Одна из этих методик основана на определении центров кача-

ний в протяженной сети высокого напряжения при наличии шунтирующей связи в виде системы тягового электроснабжения 25 или 2x25 кВ. В основу второй методики положен оригинальный способ выделения сенсорных узлов в СЭЖД, параметры режима которых в наибольшей степени варьируются при изменениях нагрузок и топологии сети.

Во второй главе проведен параметрический синтез СЭЖД с установками распределенной генерации. В среде МаНаЬ разработаны модели СЭЖД с различными структурами и параметрами.

На рис. 3 представлена структурная схема модели СЭЖД с высоковольтной установкой РГ, позволяющая проводить анализ сложных ЭЭС при включении в них электромеханических объектов. В состав модели входят следующие блоки:

•блок ЭЭС, в общем случае, включающий модели источников ЭЭ, трансформаторов и ЛЭП высокого напряжения;

•блок ТП, представляющий собой модель тяговой подстанции железной дороги переменного тока, электрифицированной по системе 25 кВ;

•блок ТС И ЭПС, состоящий из моделей тяговой сети (ТС) и электроподвижного состава (ЭПС);

•блок РЭС, в состоящий из модели сети 6 кВ района электроснабжения нетяговых потребителей, включающего ЛЭП, распределительный пункт 6 кВ, а также трансформаторную подстанцию (ТПС) 6/0.4 кВ;

•блок РГ, включающий модель СГ с устройствами управления.

Рис. 3. Модель СЭЖД с высоковольтной установкой РГ

В результаты моделирования получены результаты, представленные в табл. 1 и 2 и проиллюстрированные на рис. 4.

Таблица 1

Сводные результаты определения коэффициента несимметрии по

Условия моделирования ТПС РП

Высоковольтная установка РГ отключена 6,77 6,99

Высоковольтная установка РГ включена 6,06 4,64

ю

Таблица 2

Сводные результаты определения коэффициента искажения синусоидальности кривой междуфазного напряжения, %_

Условия моделирования ТПС РП

и„ъ иЬс иса иаЪ Щс иса

Высоковольтная установка РГ отключена 4,52 10,01 4,94 4,09 9,05 4,46

Высоковольтная установка РГ включена 4,28 9,25 4,54 2,91 5,76 2,85

Номер гармоники

Рис. 4. Спектр напряжения иса на шинах РП

Из анализа полученных результатов можно сделать вывод о том, что использование в РЭС высоковольтной генерирующей установки позволяет улучшить качество ЭЭ в сетях 6 и 0.4 кВ.

Для анализа эффективности низковольтной установки РГ и определения ее влияния на качество ЭЭ разработана модель, представленная на рис. 5.

Рис. 5. Модель системы СЭЖД с низковольтным устройством РГ

Отличие модели рис. 5 от модели, представленной на рис. 2, состоит в

и

подключении РГ на шины 0.4 кВ ТПС. Результаты моделирования сведены в табл. 3 и 4. Из сравнения данных представленных в приведенных выше таблицах можно сделать вывод о том, что высоковольтная РГ оказывает более комплексное влияние на показатели качества ЭЭ.

Таблица 3

Сводные результаты определения коэффициента несимметрии

по обратной последовательности, %

Условия моделирования ТПС РП

Низковольтная установка РГ отключена 5,75 5,75

Низковольтная установка РГ включена 5,43 4,5

Таблица 4

Сводные результаты определения коэффициента искажения синусоидальности кривой междуфазного напряжения, %____

Условия моделирования ТПС РП

иаь иЬс иса иаь Щс иса

Низковольтная установка РГ отключена 6,52 8,47 8,61 6,18 8 8,13

Низковольтная установка РГ включена 6,14 8,07 8,26 4,1 5,67 6,02

Для определения численных зависимостей качества электрической энергии от параметров системы в виде функциональных характеристик ки = ки (/) и к2и = к2и (г) использовался метод планирования эксперимента. Так как поверхность отклика функции цели нелинейная, то для повышения точности ее отображения применен ортогональный центрально-композиционный план второго порядка. В качестве функций цели выбраны коэффициент несинусоидальности ки = ух и несимметрии напряжения по обратной последовательности к2и - у2. В качестве влияющих факторов выбраны коэффициент мощности соя(р = х] и полная мощность синхронного генератора 5 = х2. Функциональные характеристики определялись как степенные функции вида

у} = Ъ\>] + Ъ\\ + Ь^хг + Ь$х,х2 + Ь^х? + Ъ(£х\, ] = 1,2

При исследовании системы с высоковольтной установкой РГ получены зависимости коэффициентов несинусоидальности и несимметрии по обратной последовательности на шинах РП от параметров установки РГ, показанные на рис. 6. Полученные зависимости позволяют определить режимные параметры, обеспечивающие максимальное снижение показателей, характеризующих отклонения, несимметрию и несинусоидальность напряжений в С'ГЭ. По аналогичной методике были проведены исследования СЭЖД с низковольтной установкой РГ.

Таким образом, разработанные методики построения функциональных характеристик СЭЖД позволили получить зависимости, позволяющие осуществлять параметрический синтез СЭЖД с РГ, оптимальных по критерию улучшения качества ЭЭ по несимметрии и несинусоидальности.

в, МВА

а) 6)

Рис. 6. Зависимости коэффициентов несимметрии и несинусоидальности от параметров установки РГ:

а) коэффициент несинусоидальности; б) коэффициент несимметрии

В третьей главе проведено моделирование динамических процессов в системах электроснабжения железных дорог с установками РГ. Динамические исследования СЭЖД с установками РГ целесообразно проводить для наиболее неблагоприятных режимов работы, при которых параметры качества ЭЭ низки и не соответствуют допустимым ГОСТ пределам.

Для реализации резкопеременного характера нагрузки была разработана модель, показанная на рис. 7. При этом активно-индуктивная нагрузка, моделирующая электроподвижной состав, была разделена на 10 секций, что позволяет моделировать реальную динамику процессов в СЭЖД.

Рис. 7. Модель СЭЖД с переменной нагрузкой

Для осуществления автоматического регулирования установки РГ была разработана система управления. Проведенные расчеты позволили получить численные значения параметров пропорционально - интегрально - дифференциальных (ПИД) регуляторов для изменения вращающего момента и тока возбуждения синхронного генератора (СГ) установки РГ. В зависимости от поставленных задач, система управления может выполнять следующие функции:

• осуществлять синхронизацию установок РГ с системой электроснабжения и производить их включение на параллельную работу;

•регулировать активную и реактивную мощности, генерируемые СГ;

• управлять установкой РГ для обеспечения заданных показателей качества ЭЭ.

С помощью разработанной модели исследован режим включения РГ на несимметричную нагрузку способом самосинхронизации. На рис. 8 представлен график изменения токов СГ. Максимальная кратность тока по отношению к номинальному составила 3.3, а время переходного процесса - 7 с.

Рис. 8. Включение РГ на несимметричную нагрузку

Также проведены исследования влияния несимметричной нагрузки на переходные процессы, возникающие при включении установки РГ на параллельную работу с сетью методом точной синхронизации, рис. 9. При этом бросок тока составил 0.36 o.e. Коэффициент несимметрии по обратной последовательности после включения установки РГ в сеть изменился с 6.95 % до 4.86 %.

а ж-1-1-1---i---1---

'2,8 3,8 3,2 3,4 3,8 3,8

Рис. 9. График изменения токов статора

Для управления качеством ЭЭ были смоделированы регуляторы, которые позволяют управлять мощностью и сох<р установки РГ. На рис. 10 представлены графики изменения активной (а) и реактивной (б) мощностей установки РГ. В

начальный момент времени начинается синхронизация установки РГ с сетью методом точной синхронизации. На третьей секунде происходит включение установки на параллельную работу. До момента 1= 6 с установка работает на холостом ходу. Затем происходит увеличение момента на валу и напряжения в обмотке возбуждения СГ. На тринадцатой секунде момент на валу уменьшается, что приводит к уменьшению выходной активной мощности, а регуляторы увеличивают реактивную мощность.

а)

Рис. 10. Изменение выходной активной и реактивной мощности СГ

На рис. 11 показана временная зависимость коэффициента к2и при изменении тяговой нагрузки и работе автоматических регуляторов. Полученные результаты подтверждают регулировочные возможности установки РГ. Система управления гибко формирует требуемые переходные характеристики, обеспечивает заданные показатели качества ЭЭ в СЭЖД. При изменении тяговой нагрузки в автоматическом режиме происходит генерирование необходимой для коррекции показателей качества ЭЭ активной и реактивной мощностей. Динамические режимы работы установки РГ позволяют реализовать управление качеством в СЭЖД с переменными параметрами нелинейных элементов.

к2и, %

О 5 10 15

Рис. 11. Изменение коэффициента несимметрии в процессе управления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ -

На основе проведенных исследований решена актуальная задача определения рациональных структур и параметров систем электроснабжения железных дорог с установками распределенной генерации. При этом получены следующие результаты:

]. Показано, что использование технологий распределенной генерации кроме повышения надежности электроснабжения и снижения затрат на энергообеспечение позволят решать задачи повышения качества электроэнергии в СЭЖД;

2. Проведен системный анализ СЭЖД, выявлены особенности, оказывающие основное влияние на качество электроэнергии в СЭЖД: нестационарность однофазных тяговых нагрузок, нелинейность выпрямительных установок электровозов, электромагнитное влияние контактной сети на смежные линии электропередачи;

3. Предложены методики структурно-параметрического синтеза, позволяющие определять рациональные места размещения установок РГ в масштабах филиалов ОАО «РЖД», а также точки их подключения в сетях отдельных РЭС; предложены методы управления режимами их работы и определены оптимальные значения их параметров;

4. На основе проведенных исследований показано, что установки распределенной генераций могут быть применены для снижения отклонений и несимметрии напряжения в СЭЖД; в электрически удаленных точках сети несимметрия напряжения снижается примерно вдвое, а коэффициенты искажения синусоидальности кривых напряжения уменьшаются в два с половиной раза;

5.В результате имитационного моделирования выявлено, что для повышения эффективности использования технологий распределенной генерации целесообразно применять комплексные установки, состоящие из устройства РГ и регулируемой установки компенсации реактивной мощности:

6. Разработана методика проведения эксперимента, основанная на теории планирования и позволяющая получить данные, необходимые для построения

функциональных характеристик СЭЖД, определяющих зависимость показателей качества ЭЭ от параметров установки РГ;

7. Определены особенности динамических режимов в СЭЖД с установками РГ; разработана модель переменной тяговой нагрузки; разработана система управления для СЭЖД с установками РГ, гибко формирующая требуемые переходные характеристики и обеспечивающая заданные показатели качества ЭЭ в СЭЖД;

8. В результате исследования динамики процесса включения установок РГ на параллельную работу в СЭЖД показано, что бросок уравнивающего тока с увеличением несимметрии возрастает в 2 раза, 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.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Закарюкин В.П., Крюков A.B., Арсентьев М.О. Моделирование режимов трехфазно-однофазных электрических систем при синхронных качаниях генераторов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - № 1. - 2008. - С. 9699.

2. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Использование технологий распределенной генерации на железнодорожном транспорте // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - № 3 (19). - 2008. - С. 81-87.

3. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсснтьсв М.О. Применение технологий распределенной генерации для электроснабжения нетяговых потребителей железных дорог И Вестник ИрГТУ. -№ 1(37). - 2009. - С. 190-195.

4. Арсентьев М.О., Крюков A.B. Повышение качества электрической энергии в системах электроснабжения нетяговых потребителей на основе установок распределенной генерации // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. -№ 3.-2010.

- в других изданиях

5. Закарюкин В.П., Крюков A.B., Абрамов H.A., Арсентьев М.О. Выделение сенсорных элементов в элекгротяговых сетях // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. - Иркутск, 2008. - С. 437 - 442.

6. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Подключение установок распределенной генерации к технологическим ЛЭП железнодорожного транспорта [Текст] / A.B. Крюков, В.П. Закарюкин, М.О. Арсентьев // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. - Иркутск, 2009. - С. 364-369.

7. Kryukov A.V., Zakaryukin V.P., Arsenf'ev M.O. Distributed generations systems for transport electric power industry // Journal of East China Jiaotong University. -Nanchang China. - Vol. 26. - 2009. - P. 216-223.

8. Закарюкин В.П., Крюков A.B. , Арсентьев M.O. Использование установок распределенной генерации в стационарной энергетике железнодорожного транспорта // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. - Иркутск, 2009. - С. 464-469.

9. Крюков А.В., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Свойства и характеристики систем распределенной генерации для электроэнергетики железнодорожного транспорта // Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование. - Иркутск, 2009.

10. Крюков А.В., Арсеитьев М.О. Комплексное использование электромагнитных и электромеханических преобразователей энергии в системах распределенной генерации железнодорожного транспорта //Электромеханические преобразователи энергии-Томск, 2009.-С. 173-177.

П. Арсентьев М.О. Исследование влияния установок распределенной генерации на качество электрической энергии // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. - Иркутск, 2010. - С. 358-362.

12. Арсентьев М.О. Влияние установок распределенной генерации на качество электрической энергии в системах электроснабжения железнодорожного транспорта // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. - Иркутск, 2011.-С. 377-382.

Отпечатано: Федеральное государственное унитарное геологическое предприятие «Урангеологоразведка». Юридический адрес: 115148, г. Москва, ул. Б. Ордынка, дом 49, стр.3. ИНН 7706042118 Справки и информация: БФ «Сосновгеология» «Глазковская типография». Адрес: 664039, г. Иркутск, ул. Гоголя, 53; тел.: 38-78-40, тел./факс: 598-498

- С. 5-22.

Подписано в печать: 18.05.20) 1 г. Формат 60 х 90 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,10 Тираж 100 экз. Заказ № 564н.

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.16 <■

1.3. Особенности систем электроснабжения железных дорог.

1.4. Имитационное моделирование СЭЖД с установками РГ.

1.5. Методика структурно-параметрического 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

Выводы.

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.

Актуальность темы. В последние годы разработаны эффективные энерготехнологии, которые позволяют потребителям электроэнергии создавать собственные генерирующие установки, конкурирующие с централизованным производством ЭЭ [2, 3, 97, 120.122, 150]. Под распределенной генерацией понимается совокупность потребительских энергоустановок как индивидуального использования, так и объединенных в микроэнергосистемы [120.122]: Создание установок РГ диктуются необходимостью адаптации к условиям рынка;, а также ужесточением требований экологии, стимулирующих использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Вопросы использования технологий РГ на железнодорожном транспорте нашли отражение в нормативных документах, определяющих перспективы развития отрасли: в энергетической стратегии ОАО «РЖД» на перспективу до 2030 года и стратегических направлениях научно-технического развития, ОАО «РЖД» [70]. В этих документах отмечается, что на железнодорожном транспорте предусматривается развитие собственной генерации энергии на нетяговые нужды, внедрение энергоёмких накопителей энергии, существенное повышение эффективности рекуперации энергии.

Эффективное использование технологий РГ на железнодорожном транспорте требует применения методов системного анализа и моделирования с учетом специфических особенностей систем электроснабжения железных дорог [7, 13, 40, 65, 67, 71, 85, 89, 98, 106, 107, 127]. Необходимость применения системного анализа вызвана тем, что СЭЖД представляет сложный динамический объект, активно взаимодействующий с не менее сложной электроэнергетической системой и многочисленными районами электроснабжения нетяговых потребителей [90, 101, 102].

Значительный вклад в решение проблемы построения систем электроснабжения с установками распределенной генерации внесли Н.И. Воропай, Б.Б.

Кобец, A.B. Праховник, В.П. Фотин и др. Вопросам, связанным со структурно-параметрическим синтезом систем электроснабжения железных дорог, посвящены работы Б.А. Аржанникова, М.П. Бадера, В.Д. Бардушко, А. С. Бочева, Б.М. Бородулина, A.JI. Быкадорова, Л.А. Германа, B.JI. Григорьева, Ю.И. Жаркова, Р.Н. Карякина, А.Б. Косарева, Б.И. Косарева, A.B. Котельникова, P.P. Ма-мошина, Г.Г. Марквардта, К.Г. Марквардта, Э.С. Почаевеца, В.Н. Пупынина, Э.В. Тер-Оганова, В.Т. Черемисина и др. [1, 12, 14, 19, 20, 21, 24, 28, 69; 90].

Работы, перечисленных авторов создают методологический фундамент для проведения исследований, направленных на разработку и модернизацию систем электроснабжения железных дорог, обеспечивающих эффективное использование технологий РГ на железнодорожном транспорте.

Цель диссертационной работы заключается в определении рациональных структур и параметров СЭЖД с установками распределенной генерации.

Для реализации сформулированной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Системно обосновать направления использования технологий распределенной генерации в электроэнергетике ЖД транспорта для решения задач повышения надежности электроснабжения, снижения затрат на энергообеспечение и повышение качества электроэнергии.

2. На основе компьютерного моделирования показать, что дополнительная генерация ЭЭ в определенных точках системы позволяет улучшить качество электроэнергии в СЭЖД, выявить требования, предъявляемые к установкам РГ в сетях с пониженным качеством ЭЭ.

3. Провести структурно-параметрический синтез систем электроснабжения нетяговых потребителей с установками РГ с целью определения точек подключения синхронных генераторов и их параметров, обеспечивающих наибольшее снижение отклонений напряжения, несимметрии и несинусоидальности.

4. На основе теории планирования выполнить компьютерные эксперименты для получения функциональных характеристик СЭЖД, позволяющих оценивать влияние параметров установок РГ на качество ЭЭ.

5. На основе моделирования динамических режимов СЭЖД с установками РГ осуществить анализ переходных процессов и разработать систему управления качеством ЭЭ средствами распределенной генерации.

Методы исследования рассмотренных в диссертации задач базируются на методах системного анализа, имитационного моделирования, на математическом моделировании сложных ЭЭС и СЭЖД при включении электромеханических объектов с применением аппарата теории автоматического управления;, линейной алгебры, теории функций многих переменных, теории планирования эксперимента.

При проведении вычислительных экспериментов использовались разработанный в ИрГУПСе комплекс программ <<РА20ЫОКО-Качество» [52, 53, 56, 151] и математическое моделирование в среде Ма1ЬаЬ [8, 32, 35, 41, 42, 45, 46, 47, 81, 82, 88, 94, 95, 100, 103; 105, 114, 124, 125, 133].

Научная новизна заключается в том, что в диссертационной работе впервые получены и выносятся на защиту следующие результаты.

1. Сферы применения, установок распределенной генерации на железнодорожном транспорте, выявленные на основе системного подхода; особенности СЭЖД, влияющие на эффективность применения технологий распределенной генерации.

2. Метод моделирования систем электроснабжения железных дорог в фазных координатах, отличающийся от известных возможностью корректного учета установок распределенной генерации.

3. Методика динамического моделирования СЭЖД; дающая возможность, в отличие от известных, исследовать процессы, связанные с изменением режимов работы установок РГ в сетях с пониженным качеством электроэнергии.

4. Оригинальная методика структурно-параметрического синтеза СЭЖД, позволяющая определять рациональные места подключения и параметры установок РГ, наиболее эффективные по критерию улучшения качества электроэнергии.

5. Система управления для установок РГ, работающих в составе СЭЖД, построенная на основе регуляторов для изменения вращающего момента и тока возбуждения СГ, обеспечивающая формирование требуемых переходных характеристик и достижение заданных значений показателей качества ЭЭ.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертации' научных результатов подтверждена их сопоставлением с расчетами, выполненными с помощью промышленных компьютерных программ, а также с данными инструментальных замеров в системах электроснабжения ЖД транспорта.

Практическая значимость полученных научных результатов состоит в решении актуальных научно-технических задач, связанных с повышением энергоэффективности и качества электроэнергии в системах электроснабжения ЖД транспорта. Полученные в диссертации результаты создают возможность научно обоснованно решать следующие актуальные практические задачи.

1. Рациональный выбор мест размещения установок РГ и определение их параметров в системах электроснабжения железных дорог переменного тока.

2. Управление режимами работы СЭЖД с установками РГ.

3. Повышение качества электроэнергии в системах электроснабжения ЖД транспорта.

Реализация результатов работы. 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» Иркутского государственного технического университета.

Апробация работы. Результаты, полученные на основе проведенных в диссертации исследований, докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Всероссийские научно-практические конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири», Иркутск, 2006, 2009, 2010, 2011 гг.; Innovation and Sustainability of modern railway proceeding of ISMR 2008., China; IV международная научно-техническая конференция «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, 2009 г.; Межвузовская научно-практическая конференция «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», 12-15 октября 2009, Иркутск.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 12 научных публикациях, 4 из которых — в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных исследований. В работах с соавторами соискателю принадлежит от 25 до 70 % результатов. Положения, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 151 наименований и приложения. Общий объем диссертации 194 страницы, в тексте содержится 192 рисунка и 51 таблица. В приложении приведены акты о внедрении.

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.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведенных исследований решена актуальная задача определения рациональных структур и параметров систем электроснабжения железных дорог с установками распределенной генерации. При этом получены следующие результаты.

1. Показано, что использование технологий распределенной генерации кроме повышения надежности электроснабжения и снижения'затрат на энергообеспечение позволит решать задачи повышения качества электроэнергии, в СЭЖД.

2. Проведен системный анализ СЭЖД, выявлены особенности; оказывающие основное влияние на качество электроэнергии' в СЭЖД: нестационарность однофазных тяговых нагрузок, нелинейность выпрямительных установок электровозов, электромагнитное влияние контактной сети на смежные линии электропередачи.

3. Предложены методики структурно-параметрического синтеза, позволяющие определять рациональные места размещения установок РГ в масштабах филиалов ОАО «РЖД», а также точки их подключения в сетях отдельных РЭС; предложены методы управления- режимами их работы и определены оптимальные значения их параметров.

4. На основе проведенных исследований показано, что установки распределенной генерации могут быть применены для снижения отклонений напряжения, коэффициентов несинусоидальности и несимметрии напряжения в СЭЖД; в электрически удаленных точках сети несимметрия напряжения снижается примерно вдвое, а коэффициенты искажения- синусоидальности кривых напряжения уменьшаются в два с половиной раза.

5. В результате имитационного моделирования выявлено, что для повышения эффективности использования технологий распределенной генерации целесообразно применять комплексные установки, состоящие из устройства РГ и регулируемой установки компенсации реактивной мощности.

6. Разработана методика проведения эксперимента, основанная на теории планирования и позволяющая получить данные, необходимые для построения функциональных характеристик СЭЖД, определяющих зависимость показателей качества ЭЭ от параметров установки РГ.

7. Определены особенности динамических режимов в СЭЖД с установками РГ; разработана модель переменной тяговой нагрузки; разработана система управления для СЭЖД с установками РГ, гибко формирующая требуемые* переходные характеристики и обеспечивающая заданные показатели качества ЭЭ в СЭЖД.

8. В результате исследования динамики процесса включения установок РГ на параллельную работу в СЭЖД показано, что бросок уравнивающего тока с увеличением несимметрии возрастает в 2 раза, а длительность переходного процесса увеличивается примерно на треть, однако регламентируемые пределы при этом не нарушаются.

1. Абраменкова H.A., Воропай Н.И., Заславская Т.Б. Структурный анализ электроэнергетических систем: в задачах моделирования и синтеза. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990.-224 с.

2. Аверьянов В.К., Карасевич A.M., Федяев A.B. Системы малой энергетики: современное состояние и перспективы развития. Т.1.- М., 2008. - 466 с.

3. Агроскин, В. Распределённая генерация, перспективы и проблемы Электронный ресурс. ЭСКО. - № 7(19). - 2003. - http://escoecosys.narod.ru/journal/journall9.htm.

4. Алгазинов Э.К., Сирота A.A. Анализ и компьютерное моделирование информационных процессов и систем/ Под общ. ред. д.т.н. A.A. Сироты. М.: Диалог-МИФИ, 2009. -416 с.

5. Анастасиев П.И., Фролов Ю.А. Системы распределения электроэнергии^ на,промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 144 е., ил.

6. Андриевский Б.Р., Фрадков A.JI. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB. СПб.: Наука, 2000. - 475 е., ил.

7. Антонов A.B. Системный анализ. М.: Высш. шк., 2006. -454 е.: ил.

8. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б., Смирнова E.H. MATLAB 7. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1104 е., ил.

9. Абрамович Б.Н., Чаронов В.Я., Дубинин Ф.Д., Коновалов Ю.В:. Электромеханические комплексы с синхронным двигателем и тиристорным возбуждением. СПб.: Наука, 1995.-264 е., ил.

10. Арсентьев М.О. Исследование влияния установок распределенной генерации на качество электрической энергии // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск, 2009.- С.

11. Арсентьев М.О., Крюков A.B. Повышение качества электрической энергии в системах электроснабжения нетяговых потребителей на основе установок распределенной' генерации // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. № 3. - 2010.

12. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. М.: УМК МПС, 2002. - 638 с.

13. Баранов Г.Л., Макаров A.B. Структурное моделирование сложных динамических систем. Киев: Наук, думка, 1986: - 272 с.

14. Бардушко В.Д., Закарюкин В.П., Крюков A.B. Режимы работы системы тягового электроснабжения напряжением 94 кВ с симметрирующими трансформаторами. Вестник ВНИИЖТ. - 2005. - №3. - С. 44-47.

15. Беркович М.А., Гладышев В.А., Семенов В.А. Автоматика энергосистем. — М.: Энергоатомиздат, 1991.-240 е., ил.

16. Беркович М.А., Комаров А.Н., Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем. -М.: Энергоиздат, 1981. 432 с, ил.

17. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. — изд. 4-е, перераб. и доп. СПб, Изд-во «Профессия», 2004. - 752 с.

18. Большая энциклопедия транспорта: В 8 т. Т. 4. Железнодорожный транспорт/Главный редактор Н.С. Конарев. М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. -1039., ил.

19. Бородулин Б. М. Симметрирование токов и напряжений на действующих тяговых подстанциях переменного тока. Вестник ВНИИЖТ. - 2003. - № 2.

20. Бочев A.C., Осипов В.А. Электрически скомпенсированная тяговая сеть. Транспорт, 2007. - 4.2. - Ростов-на-Дону: РГУПС, 2007. - С. 257-262.

21. Бочев A.C., Финоченко Т.Э. Модернизация линий продольного электроснабжения два провода рельсы. - Вестник РГУПС. - № 4. - 2006. - С. 87-90.

22. Важнов А.И. Электрические машины. JI. «Энергия», 1968. 768 с.

23. Валов. Б.М., Литвак В.В., Маркман Г.З., Харлов H.H. Качество электрической энергии в электрических сетях. — Изд-во ТПИ, 1983. 82 с.

24. Василянский А. М., Мамошин Р.Р, Якимов Г.Б. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц. Железные дороги мира. - 2002. - № 8. - С. 40-46.

25. Вейнгер A.M. Регулируемы синхронный электропривод. М.:Энергоатомиздат, 1985.-224 е., ил.

26. Веников, В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1978.-415с.

27. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная'совместимость в электроэнергетических системах. — Иркутск, 1997. Ч. 1. — 187 с.

28. Войтов О.Н., Воропай Н.И., Гамм А.З. Анализ неоднородностей электроэнергетических систем. Новосибирск: Наука, - 256 с.

29. Гайсаров Р.В. Режимы работы электрооборудования электрических, станций^ и подстанций: Часть 1. Режимы работы синхронных генераторов и компенсаторов. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - 42 с.

30. Гамм А.З., Голуб И.И. Сенсоры и слабые места в электроэнергетических системах. Иркутск: СЭИ, 1996. - 99 с.

31. Гамм, А.З., Голуб И.И Обнаружение слабых мест в электроэнергетической системе. Изв. РАН. Энергетика. — № 3. - 1992.

32. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. СПб.: КОРОНА принт,- 2001. - 320., ил.

33. Глазков А. Регулирование напряжения и реактивной мощности в энергосистемах. Учебное пособие по курсу «Автоматическое регулирование в энергетических системах». Л.: СПЗИ. 1977. - 70 с.

34. Глебов И.А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин. Л.: Наука, 1987. - 344 с.

35. Гультяев А. Имитационное моделирование в среде Windows. СПб.: КОРОНА принт, 1999.-287 с.

36. Горбунова, JI.M. Портной М.Г., Рабинович P.C. Экспериментальные исследования режимов энергосистем. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 448 с.

37. Горев A.A. Переходные процессы синхронной машины. JL: Наука, 1985. — 502 с.

38. ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".

39. Груздев И.А., Шахаева О.М. Системы автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов. JL: Наука, 1978. - 79 с.

40. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. Под ред. Л.А. Петросяна. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1988. - 232 с.

41. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB. СПб.: Питер, 2000. -429 е., ил.

42. Дащенко О.Ф., Кириллов В.Х., Коломиец Л.В., Оробей В.Ф. MATLAB в инженерных и научных расчетах: Монография. - Одесса: Астропринт, 2003. - 214 с.

43. Долдин, В.М. Применение накопителей энергии в системах электропитания: — Локомотив. -№ 12. 1999. - С. 40-41.

44. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке: Пер. с чешек. М.: Энергоатомиздат, 1985. -112 е., ил.

45. Дьяконов В, Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник. СПб.: Питер,12001. - 480 е.: ил.

46. Дьяконов В.П. MATLAB 7.*/R2009/R2007: Самоучитель. M.: ДМК Пресс, 2008. - 768 е., ил.

47. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MatLab 5. Система символьной математики. М.: Нолидж, 1999. 633 с.

48. Есипович А.Х., Жененко Г.Н., Зеккель A.C., Черкасский A.B. Системные вопросы регулирования возбуждения генераторов в сложных энергообъединениях. Под ред. Зеккеля A.C. Кишинев: «Штиница», 1989. - 118 с.

49. Закарюкин В.П., Крюков A.B., Абрамов H.A., Арсентьев М.О. Выделение сенсорных элементов в электротяговых сетях // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск, 2008. - С. 437 - 442.

50. Закарюкин В.П., Крюков A.B. Имитационное моделирование систем тягового электроснабжения. Иркутск: ИрГУПС, 2007. - 124 с.

51. Закарюкин В.П., Крюков A.B. Имитационное моделирование системы тягового электроснабжения 94 кВ с симметрирующими трансформаторами. Вестник ВНИИЖТ. -2005.-№5.-С. 12-17.

52. Закарюкин В.П., Крюков A.B., Арсентьев М.О. Использование установок распределенной генерации в стационарной энергетике железнодорожного транспорта // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Иркутск, 2009. - С. 464-469.

53. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнргии систем s электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. -336 е.: ил.

54. Иванов-Смоленский; A.B. Электрические машины: Учебник для вузов. В 2-х т. Том 2: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 532 е., ил.

55. Ивоботенко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента;в электромеханике.,-М.: Энергия; 1975. 184 с. '' '60; Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989.-592 с.

56. Капуцнцов Ю.Д. Электрический привод промышленных и бытовых установок: учебное пособие. М.:сИздательский дом МЭИ, 2009. - 224 е.: ил.

57. Карлащук В:И. Электронная лаборатория на IBM PC. М.: Салон-Р, 1999. 590 е.,ил.

58. Карташев И.И., Тульский В.Hi, Шамонов Р.Г. Управление качеством электроэнергии. Под ред. Шарова Ю.В. М> Издательский дом МЭИ, 2006. - 320 с.

59. Кислицын А.Л; Синхронные машины. Ульяновск: УлЕТУ, 2000. - 108 с.

60. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1990. 544 е.: ил.

61. Юпочев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560 е., ил.

62. Колесников JI.А. Основы теории системного подхода. Киев: Наук, думка, 1998. -176 с.

63. Корытин A.A., Бербенец И.И:, Давиденко И.Х., Евдохин А.И., Зименко В.Г., Кро-тенко A.M. Синхронные приводы. Под ред. Чиликина М.Г. М.: Энергия, 1967 - 80 с.

64. Косарев А.Б. Основы теории электромагнитной совместимости систем тягового электроснабжения переменного тока. -М: Интекст, 2004.-272 с.

65. Котельников, A.B. Энергетическая стратегия железных дорог России Электронный ресурс. Железные дороги мира. - № 2. - 2005. - http://www.css-mps.ru/zdm/index.html.

66. Кругликов А.Г. Системный анализ научно-технических нововведений. М.: Наука, 1991.- 120 с.

67. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Использование технологий распределенной генерации на железнодорожном транспорте // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. № 3 (19). - 2008.- С. 81-87.

68. Крюков A.B., Худугуев В.И., Хулукшинов Р.Г. К вопросу улучшения качества напряжения в сетях промышленных предприятий. Пути экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения и транспорта. - Казань, 1984.

69. Крюков А.В:, Закарюкин,В.П., Арсентьев М.О. Подключение установок распределенной генерации к технологическим ЛЭП железнодорожного транспорта // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск, 2009. - С. 364-369.

70. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Применение технологий' распределенной генерации для электроснабжения нетяговых потребителей железных дорог // Вестник ИрГТУ. -№ 1(37). -2009: С. 190-195.

71. Крюков A.B., Закарюкин В.П., Арсентьев М.О. Свойства и характеристики систем распределенной^ генерации для электроэнергетики железнодорожного транспорта // Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование. Иркутск, 2009. - С. 5-22.

72. Крюков C.B. Структурное моделирование механических систем. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2009. - 254 с.

73. Куро, Ж. Современные технологии повышения качества электроэнергии при ее передаче и распределении Электронный ресурс. Новости электротехники. — 2005. — № 1 (31). - http://news.elteh.ru/arh.

74. Куско А, Томпсон М. Качество энергии в электрических сетях. Пер. с англ. Рабод-зея А.Н. М.: Додэка-ХХ1, 2008. - 336 е.: ил.

75. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. -СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2005. 512 е.: ил.

76. Лазарев Ю. MatLAB 5.x. Киев: Ирина, BHV, 2000. 381 е., ил.

77. Литвак В.В., Маркман Г.З, Харлов H.H. Энергосбережение и качество электрической энергии в энергосистемах. — Томск: Изд-во ТПУ, 2004. — 162 с.

78. Лосев С.Б., Чернин А.Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1983.

79. Лукин В.Н., Романов М.Ф., Толкачев Э.А. Системный анализ электрических цепей и машин. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1985. - 136 с.

80. Лупкин В.М. Анализ режимов синхронной машины методами Ляпунова. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 158 е., ил

81. Лупкин В.М. Теория несимметричных переходных процессов синхронной машины. -Л.: Наука, 1985. 148 с.

82. Лурье М.С., Лурье О.М. Применение программы MATLAB при изучении курса электротехники. Для студентов всех специальностей и форм обучения. — Красноярск: Сиб-ГТУ, 2006.-208 с.

83. Малышев Н.Г. Структурно-автоматные модели технических систем. М.: Радио и связь, 1986. - 168 е.: ил.

84. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. — М.: Транспорт, 1982. 528 с.

85. Марский В.Е. Особенности расчета системы тягового электроснабжения 2x25 кВ // Вестник ВНИИЖТ. № 1. 1983. С. 19-23.

86. Мельников Н.А. Электрические сети и системы. М.: Энергия, 1975. - 462 с.

87. Мирошниченко Р.И. Режимы работы электрифицированных участков. М.: Транспорт, 1982. 207 с.

88. Новгородцев А.Б. Расчет электрических цепей в MATLAB. СПб.: Питер, 20041 — 250 е., ил.

89. Новожилов М.А. MATLAB в электроэнергетике. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. -208 с.

90. Овчаренко Н.И. Автоматическое регулирование частоты вращения и мощности синхронных генераторов: Учебное пособие по курсу «Автоматика электроэнергетических систем». М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 60 с.

91. Пейсахович, В. Роль малой энергетики в решении проблем энергетического обеспечения потребителей Электронный ресурс. Энергорынок. - № 5. — 2005. - http://www.e-rn.ru.

92. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высш. шк., 1989.-367 е.: ил.

93. Петелин Д.П. Автоматическое управление синхронными электроприводами. — М.: Энергия, 1968- 192 с.

94. Половко A.M., Бутусов П.Н. MATLAB для студента. СПб.: БВХ-Петербург, 2005. - 320 е.: ил.

95. Поплавский А.Н., Краснов Б.Д., Недачин В.В. Стационарная электроэнергетика железнодорожного узла. -М.: Транспорт, 1986.-279 с.

96. Поплавский, А.Н. Электроэнергетика предприятий железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1981. - 264 с.

97. Потемкин В.Г. Инструментальные средства MATLAB 5.x. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 332 е.: ил.

98. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. M.: Солон, 1999. 698 е., ил.

99. Рудаков П.И., Сафонов И.В. Обработка сигналов и изображений. MATLAB 5.х./Под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. 416 е.: ил.

100. Руднев В.Е., Володин В.В., Лучанский K.M., Петров В.Б. Формирование технических объектов на основе системного анализа. М.: Машиностроение, 1991. - 320 е.; ил.

101. Сарафанова Е.Ю. Теория систем и системный анализ. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.-92 с.

102. Совалов С.А. Режимы единой энергосистемы. — М: Энергоатомиздат, 1983. 384с.

103. Соколов С.Е., Борисов Г.О., Гусев А.П. Управляемые ферромагнитные реакторы и их использование для управления режимами протяженных. Новосибирск: Наука, 1993. — 229 с.

104. Соловьев И.И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов. Под ред. Н.И. Овчаренко. -М.: Энергоиздат, 1981.-248 е.: ил.

105. Суднова В.В. Качество-электрической энергии. — М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. -80 с.

106. Тарасов В.И. Теоретические основы анализа установившихся режимов электроэнергетических систем. Новосибирск: Наука, 2002. — 344 с.

107. Тер-Газарян Г.Н. Несимметричные режимы синхронных машин. М.: «Энергия», 1969.-216 е., ил.

108. Терехин В.В. Моделирование в системе MATLAB. Новокузнецк: Кузбассвузиз-дат, 2004.-376 с.

109. Ушаков В. А., Машутин С.Н. Фильтрация высших гармоник тока электровозов в системах тягового электроснабжения. Политранспортные системы. - Красноярск: Сиб. фе-дер. ун-т, 2007. - С. 49-54.

110. Феоктистов В.П: Повышение тягово-энергетической эффективности транспортных систем при помощи накопителей энергии. — Транспорт: наука, техника, управление. — № 12.-1999.-С. 21-26.

111. Филиппов M. М., Уздин М.М., Ефименко Ю.И. Железные дороги. Под ред. М.М. Уздина. 4-е., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991. - 295 с.

112. Фильц Р.В., Лябук H.H. Математическое моделирование явнополюсных синхронных машин. Львов: Свит, 1991. - 176 с.

113. Фотин, В.П. Рассредоточенная энергетика Электронный ресурс. -http://www.vei.ru/public/public2.htm.

114. Фотин В.П., Аракелян В.Г. Технологическая стратегия электроэнергетической системы России. Электричество. - № 9. - 2001. - С. 12-20.

115. Фотин, В.П. Электрификация теплоснабжения Электронный ресурс. — http://www.vei.ru/public/public2.htm.

116. Фотин, В.П. Энергетика и экономика России: виртуальное настоящее и реальное будущее Электронный ресурс. http://www.vei.ru/public/public2.htm.

117. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств» в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 288 с.

118. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений/Под общ. ред. к.т.н. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 496 с.

119. Шалимов М.Г. Влияние электрических железных дорог на смежные устройства. -Омск: ОмИИТ, 1985. 82 с.

120. Шаталин В.А. Анализ и синтез технологических систем. Саратов : Изд-во Сарат. ун-то, 1991.-196 с.

121. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наук, думка. 1985. - 268 с.

122. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г. Оптимизация несимметричных режимов система электроснабжения. Киев: Наук, думка, 1987. - 176 с.

123. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и.распреде-ление электрической энергии. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 964 с.

124. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 4. Использование электрической энергии. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 696 с.

125. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. 3-е изд. - СПб.: БВХ-Петербург, 2007. - 560 е.: ил.

126. Hunt, Brian R. Matlab R2007 с нуля! Книга+Видеокурс.: пер. с англ./Впап. R. Hunt. М.: Лучшие книги, 2008. - 352 е.: ил.+CD-ROM. - (Серия «Книга+Видеокурс»). -Доп. тит. л. англ.

127. Szczesny R. Komputerowa symulaeji ukladow energoelektronicznych. Wyd. Politech-niki Gdanskej, 1999.

128. Armstrong K. Filters. Conformity, 2004, pp 126-133.

129. Akagi H. Active Harmonie Filters / Proceedings of the IEEE. 2005, pp 2128-2141.

130. ANSI/IEEE 446-1995. Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems for Industrial and Commercial Applications.

131. Brameller A., Pandey В. E. General fault analysis using phase frame of reference // Proc. IEEE. 1974. V. 121. No. 5.

132. B. Stott. Review of load-flow calculation methods // Proceedings of the IEEE. 1974. Vol. 62. № 7.

133. Carrière В. Grassard P. Основные направления научных исследований на железных дорогах Франции Электронный ресурс. Железные дороги мира. - № 5. - 2002. -http://www.css-mps.ru/zdm/index.html.

134. Dugan R.C., McGranaghan M.F., Santoso S., Beaty H.W. Electrical Power System Quality. McGraw-Hill, 2003.

135. Erickson R.W., Maksimovic D. Fundamentals of Power Electronics, 2nd ed, Springer,2001.

136. Kryukov A.V., Zakaryukin V.P., Arsent'ev M.O. Distributed generations systems for transport electric power industry // // Journal of East China Jiaotong University. -Nanchang*China. Vol. 26. - 2009. - P. 216-223.

137. Negishi H. Аккумулирование энергии на железных дорогах Электронный ресурс. . Железные дороги мира. - № 6. - 2003. - http://www.css-mps.ru/zdm/index.html.

138. Habel D. Инерционный накопитель энергии для тяговой-сети Электронный^ре-сурс. Железные дороги мира. - № 2. - 2004. - http://www.css-mps.ru/zdm/index.html.

139. Reliability Models for Electric Power System. Whitepaper #23, American Power Conversion (APC), 2003.

140. Rivas D., Moran L., Dixon J., Espinoza J. Improving Passive Filter Compensation Performance with Active Techniques / IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2003, pp 161 -170.

141. Roth, W. Гелиоустановки для железных дорог Электронный ресурс. Железные дороги мира. - № 4. - 2004. - http://www.css-mps.ru/zdm/index.html.