автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Оперативный контроль и прогнозирование показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения

На правах рукописи

Добрынин Евгений Викторович

ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара 2005

Работа выполнена в Самарской государственной академии путей сообщения на кафедре «Электроснабжение железнодорожного транспорта». Научный руководитель:

Ведущая организация - Уральский государственный университет путей сообщения

Защита диссертации состоится « 19 »_октября _2005г. в

15.30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.011.01 при Самарской государи венной академии путей сообщения (СамГАПС) по адресу: 443066, г. Самара, 1-ый Безымянный пер., 18, СамГАПС, ауд. 5216, корпус 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарской государственной академии путей сообщения.

Автореферат разослан «/4 » 2005 года.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу совета академии.

Ученый секретарь диссертационного

- кандидат технических наук, доцент МИТРОФАНОВ Александр Николаевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Быкадоров Александр Леонович

- кандидат технических наук, доцент Шевлюгин Максим Валерьевич

совета Д 218.011.01, к.т.н., доцент

В С. Целиковская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

За оз&

Актуальность работы. Основной задачей «Энергетической стратегии ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года» является полное и надежное энергетическое обеспечение перевозочного процесса при снижении рисков и недопущении развития кризисных ситуаций в энергообеспечении железнодорожного транспорта. Решение этой задачи и задачи снижения на 0,5 - 0,6 % в год удельных расходов энергии на тягу поездов предполагается осуществлять посредством внедрения автоматизированных информационных технологий, систем мониторинга технологических процессов расходования энергоресурсов.

Наметившаяся в последнее время в ОАО «РЖД» тенденция выполнения грузовой работы поездами повышенной массы (6-7 тыс. тонн) и длины (71 -100 усл. вагон), а также организация скоростного движения в пассажирских перевозках приводит к существенному росту нагрузки на систему тягового электроснабжения (СТЭ) со стороны электроподвижного состава (ЭПС), что особенно сказывается на СТЭ постоянного тока.

Для оценки основных показателей нагрузочной способности (НС) СТЭ, к которым согласно Правил устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации (ПУСТЭ) отнесены: уровень напряжения на токоприемнике ЭПС, температура нагрева проводов, нагрузка силового и коммуникационного оборудования, используются как инструментальные так и расчетные средства контроля.

Однако при инструментальном мониторинге показателей нагрузочной способности СТЭ отсутствует возможность предварительной оценки их значений и причин отклонения от нормы. Существующие имитационные модели на базе ЭВМ не позволяют проверить адекватность расчетов, что снижает практическую ценность оценки НС СТЭ

Таким образом, выполнение задач, определенных в Энергетической стратегии и тенденции в организации поездной работы требует разработки

усовершенствованных методов и моделей айецдртурто^адййаууйцбго контроля

прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ, и расчета оптимальных режимов электропотребления.

Целью работы является совершенствование расчетных методов оперативного контроля, оценки и прогнозирования показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения постоянного тока

Для достижения этой цели необходимо решить следующие теоретические и экспериментальные задачи:

1) провести анализ существующих методов и систем расчета показателей нагрузочной способности СТЭ постоянного тока с позиции оценки их адекватного использования в задаче оперативного контроля и мониторинга режимов СТЭ;

2) разработать аналитические зависимости и математическую модель электрического расчета СТЭ по мощностной характеристике нагрузки ЭПС, обладающей свойствами повышенной точности представления процессов электроснабжения;

3) разработать адаптационную имитационную модель расчета показателей нагрузочной способности СТЭ на базе использования мощностных характеристик нагрузки ЭПС и процедур настройки результатов расчета с реальными показаниями электропотребления на расчетном участке СТЭ;

4) разработать методику расчета и прогнозирования оптимального расхода электроэнергии в СТЭ по подстанциям расчетного участка по показателю наиболее полного использования энергии рекуперации,

5) разработать программно-технологические средства оперативного расчета показателей нагрузочной способности СТЭ и провести экспериментальные исследования точностных характеристик предложенной модели и расчетных процессов электроснабжения.

Основные методы научных исследований. При решении поставленных в диссертации задач использовались методы математического анализа, методы математического моделирования, математическая статистика, теоретические основы электротехники, численные методы решения систем уравнений,

идентификационные методы синтеза моделей и построения алгоритмов.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждены результатами экспериментальных исследований и проверкой статистической совместимости результатов моделирования с показателями работы реального участка электрифицированной железной дороги.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключатся в развитии методов расчета показателей нагрузочной способности способами имитационного моделирования Основными научными результатами, полученными в работе, являются:

- аналитические выражения для оценки мощности нагрузки тяговых подстанций, учитывающие влияние характеристик мощностной нагрузки электроподвижного состава в режиме тяги и рекуперации;

- адаптационная имитационная модель расчета и прогнозирования показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения постоянного тока, использующая в расчетах мощностные характеристики тяговой нагрузки, уточненные характеристики дислокации поездов и процедуры контроля адекватности расчета показателей нагрузочной способности СТЭ;

- методика и модель расчета и прогнозирования оптимального расхода электроэнергии в СТЭ по подстанциям расчетного участка по показателю наиболее полного использования энергии рекуперации.

Практическая ценность. На базе проведенных теоретических и экспериментальных исследований были разработаны программные средства оперативного расчета, оценки и прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ постоянного тока; разработаны программные средства оценки оптимального использования энергии рекуперации и расхода электроэнергии на тягу поездов Практические результаты подтверждены двумя свидетельствами на полезную модель, шестью свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ и двумя свидетельствами о

регистрации интеллектуального продукта.

Внедрение результатов работы. Разработанные программные средства по расчету показателей НС СТЭ, включены в состав программно-технологического комплекса расчета наличной пропускной способности (ПТК РНПС -ЭЧ разработки СамГАПС) и внедренны на 7-ми дистанциях электроснабжения главного хода и в ДЭЛ Куйбышевской железной дороги -филиала ОАО "РЖД". По результатам расчета определены межпоездные интервалы, удовлетворяющие нормативным показателям НС СТЭ при пропуске поездов повышенной массы (6000 - 7000 тонн). Экономический эффект от внедрения модуля по расчету НС СТЭ составляет 4,8 млн. рублей в год. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе по дисциплинам специальности 190401 - Электроснабжение железных дорог.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались: на втором международном симпозиуме «Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте» (Санкт - Петербург, ЕИгапв 2003 г.); на международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строительного комплекса» (Гомель, 2003 г.); на региональной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003г.); на XXX межвузовской научной конференции студентов и аспирантов (Самара, 2003), на региональной научно-практической конференции, посвященной 130-летию КБШ ж.д. «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Самара, 2004), на сетевой научно-практической конференции «Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» (Омск, 2004).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 18 печатных работах, включающих 4 статьи и тезисы 4 докладов. 2 патента на полезную модель, б свидетельств об официальной регистрации про! рамм для ЭВМ и 2 свидетельства о регистрации интеллектуального продукта

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников. Общий объем диссертации составляет 160 страниц, включая 71 иллюстрацию, 9 таблиц, список использованных источников из 105 наименований, 3 приложения на 8 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе рассмотрена необходимость оперативного контроля и прогнозирования показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения на железных дорогах ОАО «РЖД». Проведен анализ известных подходов и ' методов оперативной оценки режимов электроснабжения и показателей нагрузочной способности СТЭ.

Отмечена особая актуальность точности расчета показателей нагрузочной способности СТЭ для участков железных дорог, электрифицированных по системе постоянного тока.

Разработками моделей по расчету НС СТЭ и проблемами повышения эффективности использования энергии рекуперации занимались ведущие научные школы страны: МИИТ, ВНИИЖТ, РГОТУПС, ПГУПС, РГУПС, УрГУПС, ОмГУПС, и др. Большой вклад в исследования в данной области внесли: МП. Бадер, A.C. Бочев, А.Т. Бурков, A.JI. Быкадоров, А.Т. Демченко, В.Т.Доманский, Б.Е. Дынькин, A.B. Котельников, P.P. Мамошин, Г.Г. Марквардт, К.Г. Марквардт, В.Е. Марский, А.Н. Митрофанов, В.Н. Пупынин, Э.В. Тер-Оганов, Е.П. Фигурнов, М.В.Шевлюгин и другие. При расчете показателей НС СТЭ методами имитационного моделирования в качестве исходных данных для расчета в соответствии «Нормативами выбора параметров СТЭ для организации движения поездов повышенного веса и длины» (№ЦЭТ-29 от 19.08.2004), как правило, используются токовые и скоростные характеристики движения поездов.

С целью повышения достоверности расчетов НС СТЭ в работе в качестве исходных характеристик ЭПС предложено использовать данные поездок с динамометрическим вагоном, включающие реальные: токовые характеристики нагрузки ЭПС, скорости движения, напряжения на токоприемнике ЭПС (рис.1). Статистический анализ характеристик тока, напряжения скорости и расхода электроэнергии показал на существенную вариативность типов распределений и их параметров по участку и от поездки к поездке. При массах поездов 6500 -7000 т разброс усредненных значений уровня напряжения по участку может составлять 2650 - 3850 В, что может привести к погрешности результатов расчета показателей НС СТЭ до ± 18%.

Рис. 1. Реализации значений напряжения на токоприемнике, тока и скорости ЭПС по участку по результатам экспериментальной поездки

В существующих моделях расчета НС СТЭ не предусмотрена оценка ее показателей в периоды предстоящего пропуска поездов повышенной массы и длины. Для повышения точности расчетов показателей НС СТЭ необходимо: аналитическое обоснование зависимости мощности нагрузки тяговых подстанций (ТП) от мощностных характеристик ЭПС; разработка имитационной модели расчета СТЭ по мощностным характеристикам ЭПС. учитывающих реальную дислокацию поездов и информацию об

электропотреблении на участке по данным автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) с введением в модель дополнительных функций прогноза и оптимизации электропотребления.

Во второй главе приведен вывод аналитических выражений для электрического расчета СТЭ по мошностной характеристике ЭПС. Получена функциональная зависимость мощности нагрузки тяговой подстанции от мощности нагрузки ЭПС. В большинстве случаев для поездов повышенной массы минимально допустимый межпоездной интервал сопоставим с временем хода поезда по межподстанционной зоне в связи с чем нагрузку от поезда можно рассматривать как единственную на участке.

Расчет мощности подстанции предложено производить в соответствии с выражением:

Ртп - Ел

а,

b-ylb2-4-P-a

2-я

-¿А

(О

где:

/

а =

8

л

г ,- а,+-

Л1 1 д + д V П Л J

{

b=

Ел\~Гл\

- £ р.-Е.+р.-Е

, i i ОД л1 . 1=1

л01

Ы

8пЛ+8лЛ

г i о i i

л1 л1 JJ

а - весовой коэффициент токораспределения нагрузки ЭПС для расчетной ТП участка; ¡} - весовой коэффициент токораспределения расчетной ТП, от разности напряжений холостого хода соседних ТП (г'= 1,..., п); Ея1 - напряжение холостого хода расчетной ТП; Е, - напряжение холостого хода соседних TII; гл, - внутреннее сопротивление расчетной ТП; гш - сопротивление между

нагрузкой ЭГ1С и ближайшей ТП в сторону расчетной; £л и - проводимость

левого и правого плеч СТЭ относительно нагрузки ЭПС; 8Я\ - проводимость

расчетной ТП; и Я^л - проводимость левого и правого плеч СТЭ

относительно расчетной ТП.

Визуализация нелинейного характера зависимости мощности ТП Ртп от нагрузки ЭПС и расстояния между тяговой подстанцией и поездом представлена на рис.2.

Рис.2. Характер зависимости мощности нагрузки ТП от мощное I и ЭПС и

его удаленности

Таким образом, расчет мощности нагрузки ТП, основанный на линейных зависимостях от тока нагрузки ЭПС влечет к возникновению ошибки расчета до 15%, увеличивающейся с ростом мощности нагрузки

Полученные аналитические выражения позволяют производит ь априорную оценку энергообеспеченности участка при вариативности параметров СТЭ и мощности тяговой нагрузки ЭПС.

При проведении расчетов участков СТЭ по мощности нагрузки ЭПС при применении режимов рекуперативного возврата электроэнергии в контактную сеть необходимо учитывать напряжение на токоприемнике рекуперирующею электровоза и изменение внутреннего сопротивления ТП при обратном токе.

Поскольку напряжение на токоприемнике поезда зависит не только от тока электровоза, параметров СТЭ участка, но и от нагрузки других поездов, то мощность нагрузки подстанции будет определяться из выражения:

Ртп =/№(', АО, Х(1, АО), (2)

где I - время; - межпоездной интервал; х - координата поезда; X -множество координат всех поездов на участке; Р - множество нагрузок всех поездов на участке. Выражение (2) в общем случае является функционалом и учитывает изменение мощности нагрузок поездов в зависимости от времени, места их дислокации на расчетном участке и межпоездного интервала.

При нахождении значения Ртп составляется и решается система нелинейных уравнений для мгновенных схем, в соответствии с законами электротехники для цепей постоянного тока с заданием сопротивления нагрузки г = Р/12.

Для решения нелинейной системы в условиях изменяющихся напряжений и сопротивлений, она делится на две - линейную и нелинейную и решается совместно посредством комбинации метода простых итераций с методом прогонки (для однопутного участка) или Гаусса (для многопутно! о участка).

Алгоритм для расчета электропотребления по мощностной характеристике, учитывающий работу системы электроснабжения при рекуперации на расчетном участке представлен на рис.3. Согласно предъявляемым требованиям для СТЭ постоянного тока в алгоритме учтены критериальные показатели предельного уровня напряжения на токоприемнике рекуперирующего ЭПС (4000 В) и особенности схемо-гехнических решений для большинства дорог постоянного тока (отсутствие инверторов), приводящие к изменению сопротивления ТП.

Разработанный алгоритм позволяет рассчитывать не только уровень электрической энергии, генерируемой ЭПС в режиме рекуперативного торможения, но степень ее использования поездами реализующих режимы тяги.

Рис.3. Алгоритм расчета мгновенной схемы системы тягового электроснабжения постоянного тока

В третьей главе описывается структура адаптивной имитационной модели расчета показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения постоянного тока (рис.4), основанной на расчете мощностных характеристик нагрузки ЭПС, включающей контуры самонастройки результатов расчета по наблюдаемым данным АСКУЭ и графика исполненного движения поездов (ГИД).

Структура разработанной адаптационной имитационной модели уточненного расчета показателей нагрузочной способности СТЭ характеризуется введением дополнительных по сравнению с существующими блоков и функций: 1 - блок использования информации ГИДа - (Бк ГИД); 2 -блок использования информации об электропотреблении

Блок формирования, прогноза и корректировки графика

движения поездов

------

Уточнение дислокации поездов

п.(х(г))

База данных параметров

участка База данных характеристик движения поездов База данных параметров СТЭ

База данных критериальнах параметров

АСКУЭ

Т(х), Щх)

О!

гип»

Блок формирования

и корректировки мощностной хар-ки ЭПС

А

Р(П.)

» I гаах» Р и

натр» 1 гаах» J

и тш. -Ут

а(Р)

Блок конвертации АСКУЭ

к)

Блок проверки адекватности по мощности ым хар-кам ЭПС

т

Р'„

ЯО')

Блок проверки адекватности по дислокации поездов

Уточнение мощностной характеристики движения ЭПС

»(¡от)

Блок оптимизации

электропотребления

Р(п.(х(0» п,(х(1)) ^

^ [1

Блок расчета СТЭ

-ЖО.

1(1), и(1),Р(1)^(1),

ЛW(t)

>

2

Блок расчета Тнагр, 1щах>

показателей

нагрузочной 1

способности 1

СТЭ

>

А

Рис.4. Структура адаптационной имитационной модели уточненного расчета показателей нагрузочной способности СТЭ

на участке в привязке к графику исполненного движения из автоматизированной системы коммерческого учета Эл.энергии (АСКУЭ); 3 -блок использования и формирования информации о потреблении мощности ЭПС при движении по участку (Бк КМ ЭПС); 4 - блок формирование мгновенных схем с уточнением дислокации поездов и мгновенной мощности ЭПС (БУДП, БУМ ЭПС); 5 - блоки реализации функций оценки адекватности результатов расчета режимов работы СТЭ по сопоставлению расчетного и реального электропотребления, реализующие: контур проверки по мощностной характеристики ЭПС (БАМ ЭПС); контур проверки по дислокации поездов (БА

ДО).

Введение данных блоков и функций позволило реализовать дополнительные функции модели расчета нагрузочной способности СТЭ: формирование прогнозных графиков движения поездов на участке с учетом ограничений по показателям нагрузочной способности СТЭ; реализация функций оптимизации режимов электропотребления ЭПС и прогнозирование энергооптимальных графиков движения.

Функционирование модели разбивается на два этапа: режим настройки и режим прогнозирования. В режиме настройки модели предусмотрены: загрузка баз данных параметров участка, СТЭ, характеристик движения поездов; ввод данных ГИДа; расстановка и уточнение дислокации поездов; формирование и уточнение мощностных характеристик движения поездов; электрический » расчет СТЭ, реализованный на базе решения систем уравнений методами Гаусса или прогонки в комбинации с методом простых итераций; организация » двухконтурной процедуры адаптации по мощности и дислокации поездов

Вторым режимом, предусмотренным в алгоритме функционирования адаптационной модели, является режим прогнозирования и оптимизации. Ключевыми процедурами на данном этапе являются итерационные моделирования прогнозного графика движения поездов и расчет показателей нагрузочной способности СТЭ.

Выходом являются - прогнозный скорректированный по условиям ПУСТЭ график движения поездов и энергоптимальный график движения поездов, позволяющий наиболее эффективно использовать энергию рекуперации ЭПС поездами попутного и встречного направления.

В начале расчета производится загрузка информации из блока базы данных, которая включает в себя: параметры расчетного участка (места обгонов, длины перегонов), характеристики движения поездов, полученные из экспериментальных поездок (скорость, ток и напряжение на электровозе в зависимости от дислокации: V(x), I(x), U(x)), параметры СТЭ (расположение, мощность и напряжение холостого хода тяговых подстанций, координаты 11С и ППС, параметры контактной сети и др.). Исходные данные по ГИД получаются путем конвертации данных из системы ведения и анализа графика движения поездов ГИД «УРАЛ» - это массы поездов ш(п,), времена отправления их с начальной станции расчетного участка t0Tnp(n,) и времена прибытия их на конечную станцию Ц,^). Полученные данные поступаю i на блок формирования, прогноза и коррекции графика движения, где производится расстановка поездов по прохождению промежуточных станций с учетом мест обгонов. Затем в блоке уточнения дислокации поездов производится формирование мгновенных схем n,(x(t)) по графику движения с учетом скоростных характеристик движения поездов V(x) На основе нагрузочных характеристик движения поездов рассчитывается мощностная в блоке формирования и коррекции мощностной характеристики движения поездов Р(п,). Затем, по данным уточненного графика движения V(x(n,)) производится уточнение мощностной характеристики P(n,(x(t))). На основе мгновенных схем и значений мощности нагрузок, с учетом параметров СТЭ производится электрический расчет, в результате которого получаются значения токов, напряжений и мощностей на электровозах и оборудовании СТЭ, изменяющиеся во времени (I(t), U(t), P(t)), а также расход энергии по подстанциям и потери ее в тяговой сети W(t), AW(t).

В режиме корректировки мощностной характеристики, то данные по электропотреблению поступают в блок проверки адекватности по отклонению амплитуды расчетного расхода электроэнергии и реального с блока конвертации данных АСКУЭ. По результатам сравнения определяется необходимость корректировки мощностной характеристики, при которой в соответствующем блоке рассчитываются поправочные коэффициенты, и производится подстройка мощностной характеристики. Расчеты носят итерационный характер и производятся по достижению отклонений расчетных значений и реальных установленных уровня и производной показателя. Последующим этапом настройки модели является корректировка по сдвижкам ниток графика. Критерием соответствия нитки в графике движения служит коэффициент корреляции между расчетным и реальным электропотреблением. Сдвижка графиков и повторный расчет СТЭ осуществляется до достижения наибольшего значения коэффициента корреляции. Чередование режимов настроек производится до тех пор, пока не будут получены мощностные характеристики и график движения, при которых расчетные режимы электропотребления в СТЭ будут наиболее приближены к реально наблюдаемым по данным АСКУЭ процессам.

Моделирование графика движения основывается на анализе времени хода поездов по расчетному участку, получаемых из архивов системы ведения графика движения ГИД «УРАЛ». На основе тех же данных, но полученных в оперативном режиме путем моделирования строится прогноз графика движения и дислокации поездов, необходимых для прогнозирования НС СТЭ в предстоящие периоды.

Ключевой процедурой в оценке прогноза дислокации поездов является процедура уточнения скоростной характеристики проследования ЭПС по нитке графика. Построение уточненной реализации скорости ЭПС относительно нитки графика осуществляется на базе представления ее сплайном второго порядка и среднестатистической характеристики скорости движения поезда по участку (рис.5).

Рис.5. Уточненный график скорости следования поезда по перегонам 1 - средняя скорость; 2 - среднестатистическая скорость; 3 - уточненная

скорость

Оценка точности расчетов параметров СТЭ производилась на базе тестирования разработанного комплекса в сопоставлении с результатами расчетов наиболее известных программам КОРТЭС и N0110-3, разработки ВНИИЖТ. Расчет производился при пропуске пакета из 5 поездов унифицированной массы и длины. Тестирование показало на высокую сопоставимость результатов расчетов по данным программам в области интервалов попутного следования. Разность результатов расчетов по параметрам СТЭ составляет: по расходу электроэнергии ЭПС - 1,6-6,3%; по расходу энергии по тяговым подстанциям - 1,8-6,8%; по минимальному напряжению на токоприемнике - 1-1,6%; по потерям энергии в тяговой сети -2,6-8%. В связи с использованием в предлагаемой модели мощностных характеристик ликвидирована до 5% погрешность моделирования режимов СТЭ в области малых межпоездных интервалах.

В работе были сопоставлены результаты моделирования нагрузки тяговой подстанции в функции удаленности ЭПС с результатами аналитических расчетов, по выражению (1). Относительная ошибка на уровне 3-7% свидетельствует о возможности использования результатов моделирования при расчете показателей НС СТЭ.

В результате использования заложенных в адаптационной модели процедур настройки точность расчетов на участке из 10 подстанций, оцениваемая по коэффициенту корреляции с данными АСКУЭ, возросла с 0,7 до 0,9, а среднее значение относительной ошибки электропотребления сократилось с 50% до

12%. При этом значение показателей НС СТЭ также подверглись коррекции. Так среднее минимальное напряжение на токоприемниках ЭПС снизилось с 3187 В до 2945 В, что относительно критериальных показателей по ПУСТЭ (4000 - 2700В) составило более 18%, а среднее значение максимальных токов фидеров ТП возросло с 1150А до 1920А , то есть более чем на 66%. По аналогии с традиционными зонами токараспределения тяговых подстанций получена возможность построения мощностных портретов участков при вариации мощности нормированной нагрузки (рис.6).

Рис.6. Результаты моделирования распределения мощности нормированной по участку нагрузки ЭПС по тяговым подстанциям (Пенза - Кузнецк)

В четвертой главе рассмотрены подходы к оптимизации расхода электроэнергии в СТЭ по ТП расчетного участка по показателю наиболее полного использования рекуперации. Режимы расхода электроэнергии в СТЭ как известно определяются величиной и характером нагрузок ЭПС (Р(х)), их расстановкой по расчетному участку X. Представление процесса движения и электропотребления N единиц ЭПС в динамике позволяет говорить о наличии в процессе эксплуатации графиков движения (X(t, At)) с вариативным объемом потребления мощности (2) при одной и той же выполненной поездной работе за расчетный период Т.

Формирование графика оптимального по электропотреблению - это задача нахождения таких межпоездных интервалов, которые при заданной поездной

работе в течении расчетного периода Т дадут наименьший расход электроэнергии 1¥и) ->шш.

Исходя из приведенных выше условий электропотребление на участке представлено функционалом вида (для непрерывно и дискретной заданных функций тяговой характеристики): N Т

№стэ = I ¡/п(Р(х(1,&(),Хи,Ас))с/1 п=1 о

£ 7 П\

Кстэ =11 / {Р(хи Ы))Ы '

и=1 ,=О

В предположении, что мощность, выдаваемая ТП для питания одного поезда в любой точке пути, Р(х) - не зависит от расположения его относительно других поездов, то задача построения энергооптимального графика движения сводится к нахождению минимума функции (3) в зависимости от А/. На решение задачи накладывается ограничение по минимальному межпоездному интервалу, определяемому критериальными показателями НС СТЭ.

751 5

762

775

794

811

О 3000-3300 П 2700 3000 В 2400-2700

1000

Рис 7. Топограмма минимального уровня напряжения в зависимости от места пересечения ниток графика поездов встречного направления и их масс

На рис.7 приведена топограмма уровней напряжения с выделением зон ограничения на уровне 2400-2700 В на расчетном участке в функции весовых

норм поездов массой 1000-6000 т прямого и встречного направления при пересечении их ниток графика.Выявлено, что с учетом ограничений по ПУСТЭ отношение электропотребления по ТП - \\/тп к расходу энергии по ЭПС - Wп будет существенно (до 15%) зависеть от совокупно реализуемых ЭПС режимов электропотребления (тяга, рекуперация) и регулироваться временем отправления поездов.

№|5140 -110 -80 -50 -20 10 40 70 100 Т2, МИН

0,6 , ______ — . _--,---

0 30 60 90 120 150 180 210 240 Т1, МИН

Рис.8. Сравнение удельного электропотребления при встрече поездов и при

попутном следовании 1 - зависимость от времени отправления относительно предыдущего (Т1);

2 - зависимость от времени отправления относительно встречного (Т2)

На рис.8 представлены графики относительного электропотребления на расчетном участке в функции межпоездного интервала Т1 и времени отправления встречного поезда Т2 (с учетом ограничений по показателям НС СТЭ) Выявлено, что при попутном следовании поездов степень использования энергии рекуперации выше (15%), чем при встречном их пересечении (10%) Данное обстоятельство объясняется тем, что мощность рекуперации используется тем больше, чем ближе к рекуперирующему электровозу находится поезд в режиме нагрузки и чем дольше осуществляется период взаимодействия ЭПС в режиме тяги и рекуперации

В пятой главе приводится описание структуры и состава модулей программно-технологического комплекса «ПТК НС СТЭ» по расчету и

прогнозированию показателей НС СТЭ, реализованный на базе адаптационной имитационной модели (рис.4) с реализацией процедуры оценки режимов оптимального электропотребления. «ПТК НС СТЭ» реализован на языке ООП Visual Basic.

На рис.9 представлена входная форма «ПТК НС СТЭ» с визуализацией основных включенных в него функций.

Рис.9. Главная форма центрального модуля «ПТК НС СТЭ»

В ходе расчетов на выходе программы получаются: результаты расчета СТЭ (токи и напряжения на подстанциях и электровозах, показатели НС СТЭ, расход электроэнергии и ее потери); значения минимально допустимых межпоездных интервалов для участка в зависимости от масс следующих по нему поездов; график максимально допустимой нагрузки, приложенной в одной точке, которую может выдержать система и без перегрузки и не нарушая ПУСТЭ; график движения поездов скорректированный по условиям электроснабжения.

На рис.10 представлен пример одной из выходных форм «ПТК НС СТЭ» с результатами расчетов показателей НС СТЭ.

Оценка степени использования рекуперации на полигоне КБШ ж.д показала, что при использовании энергооптимальных графиков движения эффективность использования энергии рекуперации может возрасти в среднем на 7% и позволяет сократить расход электроэнергии на 11 млн. кВт-ч в год.

(ид

'хдэьвда кВт'« ГЖЖЛТ ЗП гВ ' »444,8м 2143П 41 ыПт-4

23О0 СО Я

14 М*ю:иммы1к<* т

'->Ь!М«Л ( Обилий Г

юдстл.уикы

ПЛв

О ю

О 13 О 15

17 Салиас.я 10 Леонидов» « 19 Шм«««о 7Г> Каимевк»

21 Ас »»век*1*

22 Чмд«»г*

23 Сю»юм

24 6л»год#тк» Л» Кул<г-ц^ 2в р» поит ни 27 Курмдодеа 26 Мигулимо

и СЮ 737 6? 1034 £*3 3046 Л 1790 >"7

да»

6в7,№ 1074 43

1 «

29

30 Мм>

Э 82

ЛЬО.у'Л

6Л7

44*9 16

Ива 82

ль

11 тхп

2&11.Л 1-97 1 /33

2635.34 678,«« 1567 40 962 ЙЭ

864,64

О ял

охи

П.№

♦/»1 40

7ЫиЗ,Ы5 521 72 »562 64

1744 13 ! 745 29

вл»в Г»

и,ци пхп ОД)

Г) т

JUЬ4 44

JJJfJ 70 34ПЯ

14

32&1 .25 ЗЗЭ5.01 З«-1 713 3246 36 з=ее .24

3.*20 'Л 3342.56 Д.1У

3.364 336*7 74 3343 3?4? ¿46 3094 25 Э47в 50 3407 «7 3372 19 гли 46 4117 44 -К^ЗО /2 V;

хй»^ «г ЗЮЭ 44 Э378 Б9

77

Ч34»=><Я7

3167 1 1 ^»261 77 3297/48 3183 46

ЛйвДх» 9В ЛЛМЛ Я4

*> 29^ .35 ЭОЭО ЭЗ 3368рв ХШШ "3247 76

гяяв.кз

ЛЛЗ/4У

•ЛПЬ ЭГГ34.26 3667 38

ЛЯОДО

315*/.ЙТ ^/ЗУ 29 3cm.se лее/ зо 3222 45 3202,21 31113 « Ч3в4 77 Л32СД>4 312« 41 Л7.4 Х> 33 Я1» лоо/1

ЭЭ67 46

ззеевг злее 14 2643/3« 3319 32

з»--е ае лл«,4Ь 11

ЛвУ 17

-=П7' вЙ Л02 74 2918.6Л 321^93

93

3296 /и ЗЮ4£в

¡Г) ад

этглв

ХЮО 31 ЗЗГЛ/И

лоо оо

4141 ТВ

ллл

3493 90 ¿373 »9 3237 ЗЭ95 11 3233 П4

341й 44 3190 Л6 Л47 «4 4А 1 7

4094,33

» ю

йЯ"г».| 4В ¡23 Ю» !

_*£__]—3 '

Рис.10. Выходная форма программы расчета НС СТЭ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проведенные исследования в области расчетных методов контроля показателей НС СТЭ позволили получить следующие основные результаты:

1. Разработаны аналитические зависимости и математическая модель электрического расчета СТЭ по мощностной характеристике нагрузки ЭПС, обладающей свойствами многофакторного представления процессов электроснабжения с повышением до 88-90% корректности результатов расчета.

2. Разработана адаптационная имитационная модель расчета показателей нагрузочной способности СТЭ на базе использования мощностных характеристик нагрузки ЭПС и процедур настройки результатов расчета с реальными показаниями электропотребления на расчетном участке СТЭ, позволяющая повысить точность оценки расчетных показателей НС СТЭ не менее чем на 20%.

3. Разработана методика расчета и прогнозирования режимов работы СТЭ по оптимальному расходу электроэнергии на тягу по подстанциям за счет повышения до 7% степени использования энергии рекуперации с учетом выполнения норм, установленных ПУСТЭ.

4 Разработан и внедрен в опытную эксплуатацию программно-технологический комплекс для оперативною контроля и прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ с реализацией процедуры оценки

режимов оптимального электропотребления.

5. Экономический эффект от внедрения программного модуля расчета НС СТЭ на Куйбышевской железной дороге за счет сокращения межпоездных интервалов на 28,5% составил 4,8 млн. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в 18 печатных работах, основные из них:

1. Митрофанов, А.Н. Прогнозирование электропотребления на тягу поездов на базе статистической модели дислокации поездов на полигоне железной дороги / А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин, М.А. Гаранин // Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте: тезисы докладов второго международного симпозиума «Екгапз 2003» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. - СПб, 2003 - С.43.

2. Митрофанов, А.Н. Модель прогнозирования электропотребления тяговой нагрузки на основании прогноза дислокации поездов на участке значительной протяженности / А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Всероссийская научно-техническая конференция / Уральский гос. ун-т путей сообщения. -Екатеринбург, 2003. - С.336-341.

3. Добрынин, Е.В. Разработка энергоптимальных графиков движения поездов / Е.В. Добрынин // Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых / Самарская гос. акад. путей сообщения. - Самара, 2004. Вып. 5. - С.128-129.

4. Пат. 39725 Российская Федерация, МКП7 в 06 Р 17/60. Автоматизированная система ведения и анализа графика движения / Митрофанов А.Н., Гаранин М.А., Добрынин Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. акад. путей сообщения. - №2003137980; заявл. 5.04.2004; опубл. 10.08.2004, Бюл. № 22.

5. Митрофанов, А.Н. Построение энергооптимальных графиков движения по условиям полноты использования рекуперируемой энергии / А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин, М.А. Гаранин // Актуальные проблемы развития

транспортных систем Российской Федепатши- Гбопим*-международным участием / Самарская

ИВ

■ЛЯЛГ ЧОЛГТТТТТ IV

2004. - С.95-100.

6. Свидетельство об официаш

2004612461 Российская Федерация. Пр --

электроснабжения «Евпелу-Ы» / Митр 12514

М.А. (РФ), - №2004611922; заявл. 13.0«

г

для ЭВМ.

7. Митрофанов, А.Н. Программно-технологический комплекс адаптивного расчета параметров системы тягового электроснабжения / А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин // Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: материалы региональной научн. практ. конференции, поев. 130-летию КБШ ж.д / Самарская гос. акад. путей сообщения, КБШ ж.д. - Самара, 2004. - С.219-223.

8. Серегин, С.А. Расчет технологических потерь электроэнергии в системе тягового электроснабжения на базе идентификационной модели / С.А. Серегин, А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин // «Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД»: материалы сетевой научно-практической конференции / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2004. - С.246-252.

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Отпечатано в Самарской государственной академии путей сообщения.

Добрынин Евгений Викторович Оперативный контроль и прогнозирование показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения

Подписано в печать 08.09.2005 г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. печ. листов 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 140.

г. Самара, ул. Заводское шоссе, 18.

Введение.

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.

Структура имитационной модели уточненного расчета параметров нагрузочной способности системы тягового электроснабжения.

3.1 Структурная схема модели.

3.2 Моделирование режимов работы системы тягового 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.

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.

Практическая реализация использования модели расчета нагрузочной способности для электрифицированных участков железной дороги.

5.1 Программно-расчетный комплекс.

5.2 Построение энергооптимального графика движения поездов.

5.3 Расчет экономической эффективности.

5.4 Выводы.

Основной задачей «Энергетической стратегии ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года» является полное и надежное энергетическое обеспечение перевозочного процесса при снижении рисков и недопущении развития кризисных ситуаций в энергообеспечении железнодорожного транспорта. Решение этой задачи и задачи снижения на 0,5 I

0,6 % в год удельных расходов энергии на тягу поездов предполагается осуществлять посредством внедрения автоматизированных информационных технологий, систем мониторинга технологических процессов расходования I энергоресурсов.

Наметившаяся в последнее время в ОАО «РЖД» тенденция выполнения грузовой работы поездами повышенной массы (6-7 тыс. тонн) и длины (71 — 100 усл. вагон), а также организация скоростного движения в пассажирских перевозках приводит к существенному росту нагрузки на систему тягового электроснабжения (СТЭ) со стороны электроподвижного состава (ЭПС), что особенно сказывается на СТЭ постоянного тока.

Для оценки основных показателей нагрузочной способности (НС) СТЭ, к которым согласно Правил устройства системы тягового электроснабжения I железных дорог Российской Федерации (ПУСТЭ) отнесены: уровень напряжения на токоприемнике ЭПС, температура нагрева проводов, нагрузка силового и коммуникационного оборудования, используются как инструментальные так и расчетные средства контроля.

Однако при инструментальном мониторинге показателей нагрузочной способности СТЭ отсутствует возможность предварительной оценки их значений и причин отклонения от нормы. Существующие имитационные модели на базе ЭВМ не позволяют проверить адекватность расчетов, что снижает практическую ценность оценки НС СТЭ.

Таким образом, выполнение задач, определенных в Энергетической стратегии и тенденции в организации поездной работы требует разработки усовершенствованных методов и моделей адекватного оперативного контроля, прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ, и расчета оптимальных режимов электропотребления.

Целью работы является совершенствование расчетных методов оперативного контроля, оценки и прогнозирования показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения постоянного тока.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие теоретические и экспериментальные задачи:

1) провести анализ существующих методов и систем расчета показателей нагрузочной способности СТЭ постоянного тока с позиции оценки их адекватного использования в задаче оперативного контроля и мониторинга режимов СТЭ;

2) разработать аналитические зависимости и математическую модель электрического расчета СТЭ по мощностной характеристике нагрузки ЭПС, обладающей свойствами повышенной точности представления процессов электроснабжения;

3) разработать адаптационную имитационную модель расчета показателей нагрузочной способности СТЭ на базе использования мощностных характеристик нагрузки ЭПС и процедур настройки результатов расчета с реальными показаниями электропотребления на расчетном участке СТЭ;

4) разработать методику расчета и прогнозирования оптимального расхода электроэнергии в СТЭ по подстанциям расчетного участка по показателю наиболее полного использования энергии рекуперации;

5) разработать программно-технологические средства оперативного расчета показателей нагрузочной способности СТЭ и провести экспериментальные исследования точностных характеристик предложенной модели и расчетных процессов электроснабжения.

Основные методы научных исследований. При решении поставленных в диссертации задач использовались методы математического анализа, методы математического моделирования, математическая статистика, теоретические основы электротехники, численные методы решения систем уравнений, идентификационные методы синтеза моделей и построения алгоритмов.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждены результатами экспериментальных исследований проведенных на основе проверки статистической совместимости результатов моделирования с показателями работы реального участка электрифицированной железной дороги.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключатся в развитии методов расчета показателей нагрузочной способности способами имитационного моделирования. Основными научными результатами, полученными в работе, являются:

- аналитические выражения для оценки мощности нагрузки тяговых подстанций, учитывающие влияние характеристик мощностной нагрузки электроподвижного состава в режиме тяги и рекуперации;

- адаптационная имитационная модель расчета и прогнозирования показателей нагрузочной способности системы тягового электроснабжения постоянного тока, использующая в расчетах мощностные характеристики тяговой нагрузки, уточненные характеристики дислокации поездов и процедуры контроля адекватности расчета показателей нагрузочной способности СТЭ;

- методика и модель расчета и прогнозирования оптимального расхода электроэнергии в СТЭ по подстанциям расчетного участка по показателю наиболее полного использования энергии рекуперации.

Практическая ценность. На базе проведенных теоретических и экспериментальных исследований были разработаны программные средства оперативного расчета, оценки и прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ постоянного тока; разработаны программные средства оценки оптимального использования энергии рекуперации и расхода электроэнергии на тягу поездов. Использование разработанных программных средств оперативного расчетного контроля режимов работы СТЭ позволяет моделировать и прогнозировать развитие кризисных ситуаций в тяговом электроснабжении и оценить возможность снижения расхода электроэнергии на тягу поездов.

Практические результаты подтверждены двумя свидетельствами на полезную модель, шестью свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ и двумя свидетельствами о регистрации интеллектуального продукта.

Внедрение результатов работы. Разработанные программные средства по расчету показателей НС СТЭ, включены в состав программно-технологического комплекса расчета наличной пропускной способности (ПТК РНПС -ЭЧ разработки СамГАПС) и внедренны на 7-ми дистанциях электроснабжения главного хода и в ДЭЛ Куйбышевской железной дороги -филиала ОАО "РЖД". По результатам расчета определены межпоездные интервалы, удовлетворяющие нормативным показателям НС СТЭ при пропуске поездов повышенной массы (6000 - 7000 тонн). Экономический эффект от внедрения модуля по расчету НС СТЭ в составе (ПТК РНПС-ЭЧ) составляет 4,8 млн. рублей в год. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе по дисциплинам специальности 190401 — Электроснабжение железных дорог.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались: на втором международном симпозиуме «Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте» (Санкт - Петербург, Екгапэ 2003 г.); на международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строительного комплекса» (Гомель, 2003 г.); на региональной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003г.); на XXX межвузовской научной конференции студентов и аспирантов (Самара, 2003), на региональной научно-практической конференции, посвященной 130-летию КБШ ж.д. «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Самара, 2004), на сетевой научно-практической конференции «Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» (Омск, 2004).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 18 печатных работах, включающих 4 статьи и тезисы 4 докладов, 2 патента на полезную модель, 6 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ и 2 свидетельства о регистрации интеллектуального продукта.

Основные выводы и предложения

Проведенные исследования в области расчетных методов контроля показателей НС СТЭ позволили получить следующие основные результаты:

1. Разработаны аналитические зависимости и математическая модель электрического расчета СТЭ по мощностной характеристике нагрузки ЭПС, обладающей свойствами многофакторного представления процессов электроснабжения с повышением до 88-90% корректности результатов расчета.

2. Разработана адаптационная имитационная модель расчета показателей нагрузочной способности СТЭ на базе использования мощностных характеристик нагрузки ЭПС и процедур настройки результатов расчета с реальными показаниями электропотребления на расчетном участке СТЭ, позволяющая повысить точность оценки расчетных показателей НС СТЭ не менее чем на 20%.

3. Разработана методика расчета и прогнозирования режимов работы СТЭ по оптимальному расходу электроэнергии на тягу по подстанциям за счет повышения до 7% степени использования энергии рекуперации с учетом выполнения норм, установленных ПУСТЭ.

4. Разработан и внедрен в опытную эксплуатацию программно-технологический комплекс для оперативного контроля и прогнозирования показателей нагрузочной способности СТЭ с реализацией процедуры оценки режимов оптимального электропотребления.

5. Экономический эффект от внедрения программного модуля расчета НС СТЭ на Куйбышевской железной дороге за счет сокращения межпоездных интервалов на 28,5% составил 4,8 млн. руб.

1. «Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года»

2. Фогель, X. Вопросы увеличения массы и длинны поездов / X Фогель // Железные дороги мира. 2000. - №4. - С.22-27.

3. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / К.Г Марквардт. М.: Транспорт, 1982.-528 с.

4. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации: ЦРБ-765: утв. МПС РФ 26.05.2000. Ульяновск.: Ульяновский дом печати, 2000. - 190 с.

5. Бесков, Б.А. Проектирование систем энергоснабжения электрических железных дорог / Б.А. Бесков и др. М.: Трансжелдориздат, 1963 г. - 471 с.

6. Тер-Оганов, Э.В. Расчет и анализ работы системы тягового электроснабжения электрифицированных эелезных дорого с применением ЭВМ: методическое руководство / Э.В. Тер-Оганов- Екатеринбург: Уральская гос. акад. путей сообщения, 1998. 76 с.

7. Григорьев, В.Л. Тепловой контроль контактной подвески: учебное пособие / Григорьев В.Л., Бажанов В.Л. Самара: Самарский ин-т инженеров транспорта, 1994. - 80 с.

8. Марский, В.Е. Определение нагрузочной способности контактных подвесок постоянного тока и их элементов / В.Е. Марский // Новое в хозяйстве электроснабжения/ под ред. А.Б. Косарева / Интекст. М., 2003. -С. 123-127.

9. Тер-Оганов, Э. В. Приминение имитационного моделирования для расчета и анализа работы системы тягового электроснабжения: учеб. пособие / Э. В Тер-Оганов. Екатеринбург: Уральский энергетический ин-т инженеров транспорта, 1993. - 56 с.

10. Марквардт, Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения / Г.Г. Марквардт- М.: Транспорт, 1972 г. 224 с.

11. Марквардт, Г. Г. Исходные положения по созданию математической модели процесса работы устройств энергоснабжения электрических железных дорог. — М.: ВЗИИТ, 1969. вып. 37. - С. 46—52.

12. Осипов, С.И. Рациональные режимы вождения поездов и испытыния локомотивов / под ред. С.И.Осипова. М.: Транспорт, 1984. - 280 с.

13. Гребенюк, П.Т. Правила тяговых расчетов для поездной работы / П.Т. Гребенюк и др. М.: Транспорт, 1985. - 287 с.

14. Осипов, С.И. Основы электрической и тепловозной тяги: учеб. для техн. ж.-д. трансп./ Осипов С.И. М.: Транспорт, 1985 - 408 с.

15. Розенфельд, В.Е. Теория электрической тяги: учебник для вузов ж.д. трансп. / В.Е. Розенфельд, И.П. Исаев, H.H. Сидоров; под ред. С.И.Осипова. 2-е изд. - М.: Транспорт, 1983. - 328 с.

16. Брюннер, С. Математическое моделирование энергопотребления пассажирских поездов / С. Брюннер и др.// Железные дороги мира. 2000. - №3. - С. 46-54

17. Вержбицкий, В.М. Основы численных методов / В.М Вержбицкий. — М.: Высшая школа, 2002. 840 с.

18. Турчак, Л.И. Основы численных методов / Л.И. Турчак, П.В. Плотников-М.: Физматлит, 2003. 300 с.

19. Полякова, Т.В. Анализ алгоритма расчета мгновенных схем / Т.В. Полякова / ВЗИИТ. — М. 1972. - вып. №63. - С. 47—49.

20. Марквардт, Г.Г. Алгоритм воспроизведения на ЭЦВМ процесса изменения тяговой нагрузки при расчете системы энергоснабжения / Г.Г. Марквардт, Полякова Т.В./ ВЗИИТ. — М. 1973. - вып. №65. - С. 95—107.

21. Куликов, П. Б. Особенности воспроизведения на ЭЦВМ тяговой на грузки по заданному графику движения поездов с учетом характеристикустройств энергоснабжения / П. Б. Куликов / ВЗИИТ. — М. 1969. - вып. №41.-С. 51—59.

22. Тимофеев, Д.В. Математическое моделирование режимов электрических систем на цифровой вычислительной машине при резкопеременных нагрузках / Д.В. Тимофеев, A.C. Фролов. М.: МЭИ, 1962.

23. Шиловская, Р.В. Математическая модель расчета системы энергоснабжения метрополитена на ЭВМ / Р.В. Шиловская // Вопросы энергоснабжения и тяги поездов на электрических железных дорогах/ Тр. ВЗИИТа. М. - 1969. - вып. №27. - С. 26-31.

24. Марквардт, Г.Г. Расчетная модель электрической железной дороги / Г.Г Марквардт., Б.А. Бесков // Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог/Тр. ВЗИИТа. М. - 1956. - вып. №13. - С. 49-53.

25. Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко- М.: Высшая школа, 1985. - 271 с.

26. Марков, Д.С. Методы построения имитационных моделей и исследования операционных характеристик систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте: Дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук. Сбп.: ЛИИЖТ, 1985.

27. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике / МГТУ им. Н.Э.Баумана; под. ред. В.С.Зарубина, А.П. Крищенко. -М.: 2001.-496 с.

28. Хан, Г. Статистические модели в инженерных задачах / Г. Хан. С. Шапиро. -М.: Мир, 1969.-396 с.

29. Клейн, Д.Ж. Статистические методы в имитационном моделировании / Д.Ж. Клейн М.: Статистика, 1978. - 251 с.

30. Митропольский, А.К. Техника статистических вычислений / А.К. Митропольский-М.: Наука, 1971.-576 с.

31. Никитин, Ю. М. Метод статистического исследования нестационарных случайных процессов в энергоснабжении // Электричество. № 2. 1971.

32. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистик: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман М.: Высш.шк., 2002. - 497 с.

33. Бор, К. Практическое руководство по сплайнам / К. Бор- М.: Радио и связь, 1985.

34. Стечкин, С.Б. Сплайны в вычислительной математике / С.Б. Стечкин, Ю.Н. Субботин. -М.: Наука, 1976.

35. Макаров, B.JI. Сплайн-аппроксимация функцией / B.J1. Макаров, В.В. Хлобыстов.-М.: Высшая школа, 1983.

36. Кочнев, Ф.П. Организация движения на железнодорожном транспорте / Ф.П. Кочнев, В.М. Акулиничев, A.M. Макарочкин. — М.: Транспорт, 1979. -568 с.

37. Пат. на полезную модель 39725 Российская Федерация, МПК7 G 06 F 17/60. Автоматизированная система ведения и анализа графика движения /

38. Митрофанов А.Н., Гаранин М.А., Добрынин Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. акад. путей сообщения. №2003137980; заявл. 5.04.2004; опубл. 10.08.2004, Бюл. № 22.

39. Динамическая модель дислокации поездов / А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин, М.А. Гаранин // Интеллектуальный продукт зарегистрирован ВНТИЦ 21.08.03., Свидетельство № 73200300195. М: ВНТИЦ, 2003.

40. Методика прогнозирования электропотребления на тягу поездов/ А.Н. Митрофанов, Е.В. Добрынин, М.А. Гаранин // Интеллектуальный продукт зарегистрирован ВНТИЦ 16.04.03., Свидетельство № 73200300080. М: ВНТИЦ, 2003.

41. Хауптманн, А. Мощность тяговых подстанций для высокоскоростных линий Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 082002. Электрон, дан. - М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru.

42. Швейденвей, М. Автоматизация управления тяговым электроснабжением Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 02-2000. — Электрон, дан. М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru.

43. Дженцч, Е. Расход энергии на тягу поездов Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 05-2001. Электрон, дан. — М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru.

44. Тищенко, С.А. Исходные данные и алгоритм оперативной подготовки элементов графика движения поездов Электронный ресурс.: архив журнала «Вестник ВИИИЖТ» 02-2003. Электрон, дан. - М. - Режим доступа: http://www.css-mps.ru.

45. Внедрение системы автоматической идентификации подвижного состава на Российских железных дорогах Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 07-2003. Электрон, дан. - М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru

46. Доманский, В.Т. Проблемы совершенствования управления перевозочным процессом на основе развития информационных технологий / В.Т. Доманский, В.Б. Землянов, С.Ю. Цейтлин // Железнодорожный транспорт. -1998.-№ 1 .-С.23-27.

47. Степанская, O.A. Формирование токовых нагрузок на систему тягового электроснабжения при скоростном движении поездов / O.A. Степанская, А.Т. Бурков // Материалы международного симпозиума Элтранс 2001: тезисы докладов / ПГУПС. СПб., 2001.

48. Котельников, A.B. Перспективы развития электрификации железных дорог

49. России и задачи электротехнической промышленности по ее обеспечению/А. В. Котельников и др. // ЭЛЕКТРО. М., - 2001. - №2. -С. 2-4.

50. Котельников, A.B. Основные требования к системам и устройствам тягового электроснабжения скоростных и высокоскоростных магистралей / A.B. Котельников // Новое в хозяйстве электроснабжения: под ред. А.Б.

51. Косарева / Интекст. М., 2003. - С. 16-23.

52. Фигурнов Е.П. Статистическая проверка методов расчета системыэнергоснабжения электрических железных дорог / Е.П. Фигурнов // Известия вузов / Энергетика. М. - 1959. - №10.

53. Фигурнов, Е.П. Об учете неравномерности движения поездов при расчетах энергоснабжения электрических железных дорог / Е.П. Фигурнов //

54. Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог: тр. МЭМИИТа / Транжелдориздат. М., 1953.

55. Сонэ, С. Повышение эффективности электрического торможения Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 08-2003. -Электрон, дан. М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru.

56. Негиши, X. Аккумулирование энергии на железных дорогах Электронный ресурс.: архив журнала «Железные дороги мира» 06-2003. Электрон, дан. - М. - Режим доступа: http://www.zdm.ru.

57. Фигурнов, Е.П. Энергосберегающая электротяговая сеть ЭУП в современных условиях / Е.П. Фигурнов, A.C. Бочев // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения. 2003 - №1.

58. Корниенко, В.В. Повышение энергоэкономической эффективности электрической тяги и перспективы применения передвижных тяговых подстанций модульного исполнения / В.В. Корниенко, В.Т. Доманский -Днепропетровск: Днепропетровский нац. ун-т ж.д. тр-та, 2004.

59. Быкадоров, A.JI. К вопросу о качестве избыточной энергии рекуперации / А.Л. Быкадоров и др. //Межвузовский сборник научных трудов. Ростов на Дону : Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2002 - 239 с. С.212-215.

60. Шевлюгин, М.В. Проблемы использования накопителей энергии в системах тягового электроснабжения: дис. канд. техн. наук: 05.22.07: защищена 9.06.2000 г. М., 2000.

61. Быкадоров, А.Л. Оценка энергоёмкости индуктивного накопителя на тяговой постанции постоянного тока / А.Л. Быкадоров и др. // Междунар. межвуз. сб. научн. тр. / Ростов на Дону: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2003.-120с. С.4-9.

62. Котельников, A.B. Энергоэкономическая эффективность видов тяги / A.B. Котельников // Материалы международного симпозиума «Eltrans 2003»: тезисы докладов / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. СПб., 2003. -С. 14-15.

63. Бадер, М.П. Ресурсо- и энергосберегающие технологии в системе тягового электроснабжения / М.П. Бадер // Новое в хозяйстве электроснабжения: под ред. А.Б. Косарева / Интекст. М., 2003. - С. 43-55.

64. Бородулин, Б.М. Перевод грузонапряженных направлений на переменный ток / Б.М. Бородулин // Новое в хозяйстве электроснабжения: под ред. А.Б. Косарева / Интекст. М., 2003. - С. 128-133.

65. Тер-Оганов, Э.В. Выбор оптимальных мест размещения пунктов параллельного соединения контактной сети / Э.В. Тер-Оганов, И.И. Кузин // Железнодорожный транспорт. 1992. -№11.

66. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611422 Российская Федерация. Программный комплекс

67. Электроснабжение электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока» // Андреев В.В., Гречишников В.А, Пупынин В.Н., Шевлюгин М.В., Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, Москва, 14.06.05.

68. Бардушко, В.Д. Определение оптимальных мест размещения пунктов параллельного соединения при помощи модели электрической магистрали // Тр. ин-та / ВЗИИЖТ. 1984. -Вып. №121. - С. 122-127.

69. Пугачев, B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления / Пугачев B.C. М.: Физматгиз, 1960. - 883 с.

70. Лившиц, H.A. Вероятностный анализ систем автоматического управления / H.A. Лившиц, В.Н. Пугачев. М.: Сов. радио, 1963.

71. Гельфанд, И.М. Вариационное исчисление / И.М. Гельфанд, C.B. Фомин. — М.: Физматгиз, 1962.

72. Понтрягин, Л.С. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин и др.. М.: Наука, 1976.

73. Алексеев, В.М. Оптимальное управление / В.М. Алексеев, В.М. Тихомиров, C.B. Фомин. М.: Наука, - 1979.

74. Федоренко, Р.П. Приближенные решения задач оптимального управления / Р.П. Федоренко; СМБ. М.: Наука, 1978.

75. Шиловская, Р.В. Статистические исследования интервалов попутного следования между поездами // Вопросы повышения эффективности использования устройств железнодорожного транспорта: Тр. ВЗИИТа М.- вып. 40. 1969.

76. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог- М.: Транспорт, 1991.

77. Мирошниченко, Р.И. Совершенствование расчета пропускной способности участков по условиям электроснабжения // Вестник ВНИИЖТа. М. - №7- 1979.-С.5-10.

78. Палеи, Д.А. Межпоездные интервалы как основа расчета электроснабжения электрических железных дорог // Вестник ЦНИИ МПС. -М.-№1.- 1967.

79. Самарский, A.A. Ведение в численные методы / A.A. Самарский — М.: Наука, 1987.

80. Митрофанов, А.Н. Управление перевозками из единого диспетчерского центра // Железнодорожный транспорт. М. - №8. - 1998. С. 6-7.

81. Хованский, Г.В. Основы номографии / Хованский Г.В. М.: Наука, 1976.

82. Добрынин, Е.В. Разработка энергоптимальных графиков движения поездов / Е.В. Добрынин // Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых. Самарская гос. акад. путей сообщения. -Самара. -Выпуск 5. 2004. - С. 128-129.

83. Алиев, В.К. Языки Бейсик / Алиев B.K. М.: Солон-Р, 2001 г. - 224 с

84. Хальворсон, M. / Microsoft Visual Basic 6.0 для профессионалов. Шаг за шагом / Хальворсон М. // практ. пособие / пер. с англ. М.: ЭКОМ, 2001. — 720 с.