автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение эффективности электрической тяги при помощи накопителей энергии

г

МПС РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ _(МИИТ)______

КБ Ой

На правах рукописи

ПАВЕЛЧИК Марек

о

УДК 621.33

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПРИ ПОМОЩИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ

Специальности:

05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы,

включая их управление и регулирование 05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических и,; :

МОСКВА 20-10

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) и в Радомском политехническом институте (Польша)

Научный консультант: д.т.н., профессор

Феоктистов Валерий Павлович

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор

Пупынин Владимир Николаевич (МИИТ), д.т.н., профессор

Тулупов Виктор Дмитриевич (МЭИ), д.т.н., профессор

Калиниченко Анатолий Яковлевич (НЦ КТП)

Ведущая организация: Институт проблем транспорта РАН

Защита состоится ^ декабря 2000 г в ^^часов на заседании диссертационного совета Д 114.05.07 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 101475 ГСП Москва, А-55, ул. Образцова 15 ауд. 2-3 -/О

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан ноября 2000 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ЩК*

С П. Власов

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы определяется тем, что за последние 10-12 лет практически во всех странах мира резко обострилась проблема сокращения энергопотребления - как для экономической системы в целом, так и в электрической тяге на железнодорожном и городском транспорте. Специфическая особенность электрического транспорта связана со значительной неравномерностью потребления электроэнергии на движение поезда, а также с весьма существенными потерями электроэнергии в системе тягового электроснабжения. Особенно велика неравномерность потребления электроэнергии в пригородном сообщении и в метро, поскольку в этих видах сообщения электропоезда имеют частые остановки (в пригородном сообщении среднее расстояние между остановочными пунктами обычно составляет 3-5 км, в метрополитенах Москвы и других городов России 0,6-0,7 км, в метрополитенах стран Центральной и Западной Европы 0,3-0,5 км). Поэтому импульсы потребления электроэнергии при пуске и разгоне поезда чередуются с движением на выбеге без тока и с импульсами возврата энергии в тяговую сеть при реку перативном торможении, так что период энергообмена поезда с тяговой сетью составляет 4-5 мин в пригородном сообщении и 1,2-1,5 мин в метро.

Столь неблагоприятный режим энергопотребления ведет к существенным потерям энергии в тяговой сети постоянного тока, в агрегатах тяговых подстанций и в первичной сети переменного 3-фазного тока. Дополнительная трудность состоит в том, что имеющиеся тяговые подстанции постоянного тока на линиях, обслуживающих пригородное сообщение крупных городов, и в метрополитенах оборудованы только выпрямительными агрегатами - они не обеспечивают передачу избыточной энергии рекуперации из тяговой сети в первичную энергосистему. Для решения этой проблемы должна быть выполнена значительная реконструкция системы электроснабжения, причем возможные технические решения сводятся к реализации одного из двух вариантов:

- установка на тяговых подстанциях инверторныч агрегатов с тиристорными преобразователями;

- использование на электропоездах или в системе электроснабжения накопителей энергии.

Первый вариант технически наиболее проработан; инверторные агрегаты для подстанций выпускаются заводами электротехнической промышленности, так что для их установки на подстанциях необходимо лишь выполнить технико-экономический расчет, чтобы определить, окупит ли стоимость возвращаемой в первичную сеть избыточной энергии рекуперации затраты на приобретение, монтаж и эксплуатацию инверторныч агрегатов. Однако, в этом варианте решается только проблема передачи избыточной энергии рекуперации в первичную энергосистем)', но остается нерешенной весьма существенная проблема сглаживания неравномерности электропотребления.

Поэтому имеются основания считать более перспективным второй вариант, предусматривающий установку накопителей энергии, поскольку при этом решаются обе рассматриваемые проблемы. Данная работа посвящена исследованию возможностей улучшения энергетических показателей системы электрической тяги

ч

постоянного тока при мощности накопителей, которые обеспечивают сглаживание неравномерности энергопотребления и позволяют принять и полезно использовать непосредственно электропоездами всю избыточную энергию рекуперации, а также разработке соответствующих расчетных методик.

Цель и задачи исследования состоят в научной проработке проблемы применения накопителей энергии в электрической тяге постоянного тока, в исследовании получаем ого при этом эффекта, который проявляется в сглаживании неравномерности потребления энергии из первичной энергосистемы и в полном использовании энергии рекуперативного торможения электропоездов. Для решения этих задач необходимо обосновать комплексную математическую модель электрической железной дороги при учете характерных особенностей, связанных с реальными режимами движения электропоездов, которые характеризуются циклами потреблс-ния-отдачи электроэнергии. На основе этой модели должна быть развита практическая методика моделирования энергетических процессов в системе электрической тяги с целью обоснования параметров, режимов использования и алгоритмов управления накопителями при приеме-отдаче энергии. Необходимо также обосновать методику выбора типа и параметров накопителей применительно к специфическим условиям электрической тяги, а также сформулировать базовые положения по технико-экономическому анализу соответсвующих электроэнергетических систем, частным случаем которых является электрическая железная дорога. Учет экономического фактора необходим петому, что уже появились маковичные, индуктивные и ёмкостные накопители серийного производства, по которым иззсстны не только технические, но и экономические показатели (начальная стоимость, затраты на обслуживание, ресурс).

Методика исследования базируется на использовании современных методов компьютерного моделирования и соответствующих пакетов прикладных программ для математического имитационного моделирования на ЭВМ энергетических процессов в комплексной системе электрической тяги. Достоверность полученных результатов обеспечивается благодаря тому, что исходные данные для моделирования включают одномерные и двумерные распределения основных параметров диаграмм движения электропоездов, которые отражают реальные режимы эксплуатации исследуемых транспортных систем (пригородные зоны крупных городов и метрополитены).

Научная новизна заключается в следующем:

- обоснована комплексная математическая модель для анализа процессов энергопотребления в системе электрической тяги постоянного тока на базе исходных статистических характеристик, отражающих реальные режимы движения электропоездов, причем соответствующие зависимости в системе координат «время - путь - ток - скорость» рассматриваются для характерных периодов графика движения поездов, т.е. по периодам суток, как случайные функции, обладающие свойствами стационарности и эргодичности;

- выполнен аналитический обзор работ теоретического плана и конкретных разработок по накопителям электроэнергии соответствующей энергоемкости и предложена методика выбора типа и определения основных параметров накопителя энергии по результатам моделирования энергетических про-

цессов в системе электрической тяги с применением критерия полного поглощения накопителем избыточной энергии рекуперации с последующим ее возвратом, причем рассчитываются такие параметры накопителя как энергоемкость, максимальная мощность в режимах приема и отдачи энергии, длительность цикла «прием - отдача энергии»; - обоснована методика расчета дополнительных потерь энергии в системе электроснабжения, возникающих по причине неравномерности потребления тока электропоездами, введены вероятностные критерии для оценки этой неравномерности, предложена методика оценки неравномерности для случая применения накопителей энергии при разных схемах их установки в системе, причем рассмотрены варианты применения бортовых и стационарных накопителей. При этом развиты понятия идеального технически и идеального (оптимального) экономически накопителя. Пра1сп<ческое значение диссертации состоит в том, что обоснованы предложения по применению накопителей электроэнергии, подключаемых к фидерам тяговых подстанций, что позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели существующей системы электрической тяги постоянного тока, особенно в условиях метрополитенов и пригородного сообщения. В частности, за счет сглаживания пиков потребления электроэнергии снижается установленная мощность тяговых подстанций и селение линий первичного электроснабжения, гарантировано обеспечивается полное использование энергии рекуперативного торможения. Для практической реализации рекомендованы конкретные типы накопителей электроэнергии, обоснованы их технические параметры и алгоритмы управления процессами приема-отдачи энергии. Эмпирическую базу диссертации составляет система имитационного моделирования процессов движения поездов по заданным статистическим характеристикам, что позволяет в условиях проектных организаций реализовать любые режимы работы системы электрической тяги с вычислением показателей функционирования системы, в которую вводят накопитель энергии.

Практическая реализация работы выполнена применительно к конкретным условиям движения электропоездов Московского метрополитена и Московского железнодорожного узла. Полученные при этом результаты использованы для формулирования конкретных предложений по установке накопителей энергии, расчета их параметров и выбора типов. Одновременно рассчитан эффект от применения накопителей в части снижения потерь энергии в системе тягового и первичного электроснабжения, а также в части увеличения доли рекуперируемой энергии, которая используется полезно.

Апробация работы выполнена путем доклада га следующих научных конференциях и семинарах:

- Всероссийский электротехнический конгресс вэлк-99, Москва, 1999;

- I и II международные симпозиумы «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте», Москва, РАПС, 1997, 2000;

- II международная научно-техшгческая конференция «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта», Москва, МИИТ, 1996;

- II международная научно-техническая конференция «Проблемы развития ло-комотивостроения», Москва - Голицыне, 1996;

- I, И и III научно-технические конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте», Москва, МИИТ, 1998, 1999,2000;

- Научно-техническая конференция «Подвижной состав 21 века (идеи, требования, проекты), Санкт-Петербург, 1999;

- I и II сетевые научно-технические конференции «Современные проблемы экономики и управления на железнодорожном транспорте», Москва, МИИТ, 1999, 2000;

- I и II научно-технические конференции «Безопасность движения поездов», Москва, МИИТ, 1998,2000;

- научная конференция «Развитие транспортных систем и транспортных средств (TRANSSYSTEM-89), Польша, Варшава, 1989;

- VIII научно-техническая конференция «Рельсовый подвижной состав», Польша, Варшава, 1990;

- III и IV научные конференции «Электротехника, электроника и автоматика на транспорте», (SEMTRAK-86,88), Польша, Краков, 1986,1988;

- III международная конференция «Электроприводы и электроснабжение в электрической тяге», Польша, Варшава, 1997;

- II симпозиум «Компьютерные системы обеспечения инженерных расчетов в промышленности и на три* ¡спорте», Польша, Закопане, 1998;

- IV научная конференция «Компьютерные системы для науки и транспорта (TRANSCOME), Польша, Закопане, 2000;

- Международная научная конференция ТРАНСПОРТ-97, Словакия, Острава, 1997;

- VIII лучная конференция в высшей школе транспорта и связи VSDS, ЧССР, г. Жилина, 1998;

- XIV международная конференция «Актуальные проблемы рельсового подвижного состава», Словакия, Жилина, 1999;

- юбилейная научная конференция по электрическому транспорту, Болгария, София, 1990; '

- научные семинары и расширенные заседания кафедры «Электрическая тяга», Москва, МИИТ, 1996-2000;

- ученый совет транспортного факультета Радомского политехнического института, Польша, Радом, 1999;

- заседание Института транспортных машин и электрического транспорта Варшавскою технологического университета, Польша, Варшава, 2000;

- секция локомотивного хозяйства НТС МПС РФ, Москва, 2000.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 печатных работ, в том

числе 15 на русском языке.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем основной части диссертации составляет 319 стр., 150 рисунков, 17 таблиц, 26 стр. списка использованной литературы из 344 наименований, 106 стр. приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 проанализированы проблемы и тенденции развития электрической тяги. Показано, что совершенствование технических средств (электроподвижной состав, тяговые подстанции, контактная сеть), повышение их мощности, введение рекуперативного торможения создает трудности, обусловленные неравномерностью потребления электроэнергии на тягу. Эта неравномерность особенно сильно сказывается на линиях с интенсивным пригородным движением и в метрополитенах.

Для сглаживания неравномерности можно использовать накопители энергии (НЭ). Поставлена задача исследования процессов в системе электрической тяги постоянного тока с резко переменными режимами работы электропоездов (пригородное сообщение, метро) при установке НЭ. Эта задача включает исследование влияния НЭ на энергетические процессы в системе, определение функцион&чьни// взаимосвязи параметров НЭ и показателей неравномерности потребления энергии, обоснование методики технико - экономического расчета параметров НЭ.

Указанная задача решается методом имитационного моделирования на базе предложенной в диссертации математической модели электрической железной дороги.

В главе 2 рассмотрена неравномерность потребления электроэнергии, что выполнено путем анализа типичных диаграмм, показывающих зависимость мощности потребителя энергии, в частности поезда, в функции времени на примере электроподвижного состава метро. Оценка неравномерности потребления выполнена статистическим методом. Предварительно рассмотрены принятые в энергетике классические оценки неравномерности для обобщенного графика мощности в функции времени M(t) по рис. 1, а. Среди них наиболее простой и широко распространенной оценкой является пик-фактор

г

П - Мта /Мср = Мгаах Т/ JM{t)Jt, о

вычисляемый как отношение максимальной мощности Мти к средней Мср-, последнюю вычисляют путем интегрирования кривой потребления мощности в функции времени M(f) за период усреднения Т. Для тягового электроснабжения усреднение целесообразно по характерным периодам графика движения.

Эффект сглаживания пика энергопотребления показан на рис. 1, а, где исходной кривой потребляемой мощности M{t) соответствует пик-фактор П = 1,6. Если введением накопителя энергии срезать этот пик до значения Мн, причем Мср <МН <A/mas, обеспечивая подпитку потребителей на интервале времени

ti±t2', когда M >МИ , то пик-фактор снижается до значения

П=Мта/Цр- 1,24. причем для решения этой задачи необходим накопитель с энергоемкостью

Э„ = |а/(г)Л . причем ---- |м(г)Л.

и.

В идеальном случае желательно, чтобы было ЭИ = Эн , поскольку' это обеспечивает идеальное сглаживание и дает П= 1, но обычно такое решение нецелесообразно экономически из-за повышения стоимости накопителя.

Емкость накопителя определяют путем технико-экономического обоснования, учитывая стоимость накопителя и обеспечиваемый им положительный эффект, который сводится к следующим факторам:

- ограничение предельного значения потребляемой мощности на экономически целесообразном уровне М„ <Мтах, поскольку это влияет на величину тарифа по оплате электроэнергии;

- снижение потерь электроэнергии в линиях электропередачи и в электрооборудовании подстанций.

В случае превалирующего действия первого фактора для оценки неравномерности энергопотребления и соответственно эффективности применения накопителей энергии целесообразно использовать пик-фактор. Если же превалирующим является фактор снижения потерь, то пик-фактор перестает быть приемлемой оценкой и следует сригхггяроааться на показатели интегрального типа, например на коэффициент формы

представляющий собой отношение действующего значения мощности Мд к се

среднему значению Мср .

Потери в системе электроснабжения при прочих неизменных условиях пропорциональны квадрату коэффициента формы. Это позволяет рассчитать зависимости показателей П и К,:> от энергоемкости накопителя Эя, одновременно оценив и приведенные затраты Зц , в которых учтены как капитальные расходы на накопитель, так и экономия эксплуатационных расходов, достигаемая при его применении. (рис. 1, б).

Для конкретной ситуации могут быть построены графики, показывающие зависимость показателей // и Кф от энергоемкости Эя накопителя электроэнергии. Идеальный случай имеет место при Эя = ЭЯшх , но обычно в практике этот случай

недостижим технически или же чаще нецелесообразен экономически ввиду больших капитальных затрат на НЭ. Поэтому приходится ориентироваться на некоторое промежуточное значение энергоемкости Эн < ЭЯпж, при котором, как показано на

рис. 1, б, приведенные затраты Зп минимальны.

М(-) О М(+)

Мощности приема и отдачи

0

Время приема г и отдачи г.

Э(-) О Э(+>

Энергия приема Э(*) и отдачи Э(-)

Время цикла

Рис. I. Статистические оценки приема и отдачи энергии.

Конкретный вид кривых П{'-)!Г) и А"Ф(ЭЯ) существенно зависит от характера потребления мощности. Если функция M{l) может рассматриваться как случайная функция, эти кривые достаточно просто получить путем статистического моделирования на ЭВМ. Такое моделирование может быть выполнено на основе исходных вероятностных распределений, характеризующих процесс потребления тока или мощности. Распределения дают статистические характеристики отклонений от среднего значения мощности. В качестве примера на рис. 1, в показаны два процесса потребления мощности Afy(t) nM2(t), которые характеризуются примерно одинаковыми значениями средней мощности и рассматриваемых показателей. Но с точки зрения применения накопителей процесс 1 менее благоприятен, так как требует примерно вдвое более высокого значения энергоемкости, чем процесс 2.

Если функцию M{t) считать случайной функцией, обладающей свойствами стационарности и эргодичности, то в основу статистического моделирования могут быть положены распределения вероятностей для максимумов и минимумов мощности (рис. 1, г), потоков приема - отдачи энергии в цепи обмена «накопитель-потребитель» (рис. 1, с)) и длительностей приема - отдачи г (рис. 1, е), а также длительностей цикла Г (рис. 1, ж). Могут быть использованы и более детальные оценки, связанные с автокорреляционными зависимостями в кривой M(t).

Расчет электроэнергетической системы с накопителе« энергии сведется к тому, что при помощи датчиков случайных чисел поочередно моделируют значения Л/тэт, A/min и Э(+), Э(-), г, Т и при этом для предварительно заданной энергоемкости накопителя анализируют реально принимаемые и отдаваемые потоки энергии. а также наличие энергии в накопителе, которое не долимо превышать его энергоемкости. Эффект оценивают по реально получаемой кривой M*(t), подсчитывая для нес показатели П и Кф.

Применительно к электрической тяге дополнительно к рассмотренным показателям ну жно учесть влияние режима рекуперации.

Рекуперация является прогрессивным техническим решением, потому что позволяет возвратить в контактную сеть в условиях пригородного сообщения и метро до 20-25 % электроэнергии, потребляемой в режиме тяги. Однако, с точки зрения неравномерности потребления, она существенно ухудшает ситуацию. В диаграмме токопогребления поезда (рис. 2) появляются импульсы обратного тока продолжительностью Тр, так что нужно анализировать 4 характерных интервала:

- движение с включенными двигателями Тв\

- выбег Т0';

- рекуперация ТР\

- доторможивание поезда реостатным или пневматическим тормозом и стоянка Т".

При этом распределения р(Тв) и р(Т) остаются практически теми же, как и без рекуперации, а кроме того нужно ввести распределенияp(TJ),p(TP) ир(Т").

В случае применения рекуперации возникает также проблема использования возвращаемой в тяговую сеть энергии. Суть этой проблемы связана с тем, что систему тягового электроснабжения метрополитена (рис. 3, а) выполняют по

V

1

т.

г

J

Рис. 2. Диаграмма движения поезда пригородного сообщения или метро.

принципу размещения тяговой подстанции на каждой станции метро. Потребление энергии каждым поездом (рис. 2,6) в режиме разгона и возврат энергии в режиме торможения обозначает чередование импульсов потребления тока /д и импульсов возврата тока /т.

Поскольку моменты подхода поездов к станции по четному и нечетному путям взаимно на согласованы, то можно считать эти подходы независимыми событиями. В наиболее благоприятном случае пуск одного поезда совпадает с торможением другого (рис. 3, в), так что вся отдаваемая в тяговую сеть энергия тормозящего поезда потребляется другим поездом в режиме разгона.

В самом неблагоприятном случае, когда оба поезда прибывают на станцию с четного и нечетного направлений одновременно и потом одновременно отправляются, имеет место наложение одноименных пиков потребления - отдачи энергии (рнс. 3, г).

Однако наиболее вероятен режим по рис. 3, <), когда импульсы потребления -отдачи сдвинуты друг относительно друга на величину ч>. Основная проблема при этом связана с использованием энергии рекуперации, причем возможные варианты соответствующих решений (см. рис. 3, а) - это установка на подстанциях пнвер-торных агрегатов ИА или применение накопителей энергии НЭ.

В главе 3 проанализированы дополнительные потери от неравномерности энергопотребления и сделана попытка учесть материальный ущерб по этой причине.

Потери электроэнергии в тяговой сети (контактная сеть и рельсовые цепи), в электрооборудовании тяговых подстанций и в питающих линиях переменного 3-фазного тока, согласно структурной схеме по рис. 4, принято называть условными

потерями. Минимум условных потерь Л'9™|П имеет место при неизменном (строго

постоянном) потреблении тока электроподвижным составом. Этот режим не является характерным для электрической тяги - для нее характерны резко переменные нагрузки, в результате чего в реальной ситуации имеем значительное превышение уровня условных потерь ДЭу над его минимальным значением. Для разных компонентов системы электроснабжения это превышение показано в табл. 1, где приведены коэффициенты превышения уровня условных потерь

I 1

11 промежуточное, 0 < Э < 2Э ри ри ^

<Р г*---► 1т

Рис. 3. Варианты выполнения системы энергоснабжения метрополитена (а) и взаимное расположение импульсов потребления - отдачи (б - д).

Таблица 1.

Коэффициент увеличения доли потерь электроэнергии в элементах системы электроснабжения постоянного тока 3 кВ из-за неравномерности потребления тока

(2-путная линия)

Элемент системы электроснабжения Преимущественный вид движения

Пригородное грузовое дальнее пассажирское

Тяговая сеть 2.4 - 3,5 1.5-1.8 1.3-1.6

Тяговая подстанция и собственные ЛЭП 1,8-2,9 1,25-1,45 1.1 - 1,35

ки= дэ^/дз™.

Ниже приведена методика расчета условных потерь.

Потребление электроэнергии электроподвижным составом из тяговой сети можно представить в виде суммы двух составляющих:

где первое слагаемое соответствует потреблению на тягу', а второе - потреблению на собственные (нетяговые) нужды. Соответственно этому также и условные потери должны быть разделены по двум составляющим

У У У

причем в первом приближении это разделение условных потерь можно выполнить соответственно долям потребления электроэнергии на собственные нужды р и на тягу 0 - р\ Доля (5 определяется как

т т

(М-0-15 •

7=1 /=1

так что

Норма потребления электроэнергии всеми поездами может быть примерно оценена как

1

где: а - нормируемая мощность энергопотребления на один вагон в зависимости от температуры наружного воздуха в планируемом периоде Г; 2, - количество вагонов в составе /-го поезда; - время электропитания поезда, которое примерно соответствует времени поездки.

Рис. 4. Структурная схема системы энергоснабжения постоянного тока и ее

схемы замещения.

Рассмотренные потоки энергии и составляющие потерь целесообразно представить в виде диаграммы энергобаланса по рис. 5. Эта диаграмма является наглядным представлением математической модели энергопотребления для электриче-

ской железной дороги как специфической энергосистемы; она удобна для решения задач энергосбережения.

Условные потери образуются при протекании суммарного тока, потребляемого электроподвижным составом, по стационарным устройствам электроснабжения. Если на тяговой подстанции питание контактной сети и нетяговых потребителей осуществляется от общего трансформатора, то для дальнейшего расчета удобно принять схему замещения по рис. 4, в. В этой схеме тяговая подстанция представлена дв}"мя последовательно включенными сопротивлениями !1ТП и Лгя , причем

по первому протекает суммарный ток ЭПС и нетяговых потребителей НТП, а по второму - только ток ЭПС. Контактная сеть и рельсы, входящие в контур протекания тока ЭПС, условно замещены сопротивлением тяговой сети Игс .

Трудность расчета условных потерь определяется именно этим сопротивлением, потому что оно непостоянно из-за изменения положения ЭПС по отношению к тяговой подстанции. Это сопротивление даже для определенного положения ЭПС сложно подсчитать из-за многоконтурностл питающей цепи, где нужно учитывать двустороннее питание ЭПС от смежных тяговых подстанций, наличие поперечных соединений контактных подвесок, протекание тока питания данного электровоза по контактным подвескам соседних путей на двухпутных и многопутных участках.

Для упрощенной методики можно ориентироваться на некоторое среднестатистическое значение сопротивления тяговой сети Ятс, приняв допущение о равновероятности положения ЭПС для любой его координаты х в пределах промежутка I между смежными тяговыми подстанциями 777, и 7/7,,, (рис. 4, б). Максимум Ятс(х) имеет место, когда ЭПС находится в середине указанного промежутка. В функции координаты х это сопротивление меняется, как показано на рис. 4, б, т.е.

Ктс{х)=х{\-хП)г,

причём входящее в эту формулу погонное сопротивление г, Ом/км, тяговой сети вычисляют через погонные сопротивления контактной подвески гкп одного пути и погонное сопротивление рельсов гР (для одной рельсовой нити с учетом стыков) как

г = гка/П + гР/{2П), где Ктс(х) - текущее (.мгновенное) значение сопротивления тяговой сети для координаты х;

П - число путей на рассматриваемом участке.

Усреднение Нгс для всего промежутка между тяговыми подстанциями длиной I в предположении равномерного движения поезда дает

1 о 6

о

Нетяговые по требители

Собственные нужды поезда

эпс

Бортовой НЭ

ЭПС (тяга)

Вариант НЭ Сокращаемые потери

Бортовой АЭупс+АЭугпс + ЛЭуТ(:

Стационарный Л Эупс + АЭуТП0

АЭу~ А Э/ + А Э/7

тяга собств. нужды поезда

Рис. 5. Энергобаланс электрической тяги

На базе приведенной выше схемы замещения по рис. 4, в и вычисленного для этой схемы значения сопротивления тяговой сети Rrc, проанализированы основные зависимости и соотношения, характерные для условных потерь. В практике нормирования энергозатрат величина условных потерь оценивается в относительных единицах, т.е. как упомянутая выше доля у условных потерь от общего потребления электроэнергии ЭПС по первичной стороне тяговых подстанций, определяемая по формуле

^_,

' Л '

где числитель ДЭ,. представляет собой абсолютное значение условных потерь, а

выражение в знаменателе определяется по счетчикам тяговых подстанций, причем места установки счетчиков С и S показаны на рис. 4, а. Коэффициент a xapaicrepvi-зует относительное значение условных потере ас 'Tit Г о J$t> /* fíe T/Ptf-i Г*Ч € -<.

Значение у необходимо в практике нормирования энергозатрат при расчете групповой нормы энергозатрат на заданный грузооборот Г и оно определяется по формуле

Э'/=эГ(1 + Г),

где э - планируемый удельный расход электроэнергии ЭПС.

Указанная норма в части се фактического исполнения контролируется по счетчикам тяговых подстанций

1-1

Данная формула соответствует знаменателю выражения определяющего долю условных потерь. ^

Таким образом, задачи учета и нормирования сводятся к определению относительной величины условных потерь у. Руководствуясь эквивалентной схемой замещения по рис. 4, в, можно мощность условных потерь в пределах рассматриваемой фидерной зоны 777, - 777,., представить в каждый момент времени в виде

My(t) = ll(tlRm+Rrc\ где: 7Э - суммарный ток, потребляемый всеми электровозами и электропоездами, находящимися в данный момент времени t в промежутке 777, - 777,.! между тяговыми подстанциями.

Конечно, ток /., является переменной величиной; он зависит как от количества поездов в рассматриваемом промежутке между подстанциями, как и от режимов работы ЭПС, а также от их номинальной мощности. Даже режим рекуперации, желательный с точки зрения снижения удельного энергопотребления, сопровождается потерями энергии в тяговой сети, т.е. увеличивает как абсолютное значение условных потерь А*),,, так в еще большей степени и их относительное значение а .

Хотя ток 1Э для конкретного электровоза при рекуперации меняет направление и в последнюю формулу он войдет со знаком «минус», но возведение его в квадрат даст положительную величину потерь.

Переход от мощности потерь к энергии потерь осуществляется интегрированием указанного выражения по времени. Особое значение при этой процедуре имеет зависимость тока от времени, т.е. /•;(/). Идеальный случай соответствует строго постоянному энергопотреблению - при этом условные потери минимальны. Такое потребление характерно для электроюзов грузового и дальнего пассажирского сообщения на равнинном профиле пути - в случае безостановочного движения. Обычно имеем меняющийся во времени ток /э (г) - такая диаграмма характерна для электровозов грузового и дальнего пассажирского сообщения на холмистом профиле пути. У пригородного электропоезда, движущегося с частыми остановками, ток потребляется короткими импульсами с периодом 4-8 минут.

При меняющемся токе !-, формула для энергии потерь в питающей линии может быть представлена в виде

где: /э - среднее зиачеппе тягового тока /•,(') за рассматриваемый период времени Т;

Кф - коэффициент формы, обеспечивающий пересчет среднего значения тока

/- , в действующее, причем этот коэффициент зависит от неравномерности (волнистости) тока и определяется по формуле , а ГГг | , т

Замена мгновенного значения тока /э(/) его средним значением 10 с учетом коэффициента формы Кф, необходи\}/потому, что среднее значение тока за рассматриваемый период Т легко подсчитать через норму^энергозатрат для ЭПС и номинальное или среднее напряжение (/ на токоприемнике ЭПС при учете общего числа тяговых подстанций п как

ЦТ»

Таким образом, для определения условных потерь весьма важен коэффициент формы Кф, являющийся показателем неравномерности потребления тока от

тяговых подстанций. Этот коэффициент зависит от следующих факторов:

- конкретная диаграмма токопотребления электровозом или электропоездом;

- профиль пути и конкретные условия работы ЭПС, определяемые для электровоза весом состава поезда, а для электропоезда пригородного сообщения - расстоянием меаду остановочными пунктами, причем эти факторы учтены в табл. 1;

- интервал попутного следования поездов в графике движения, который является главным нормативным документом в работе железнодорожного транспорта, причем здесь должны как минимум учитываться три фактора: наличие поездов разных категорий, что целесообразно учесть через их доли аг, ад, ап , общее число пар поездов в сутки Л', а также неравномерность межпоездного интервата, приводящая с точки зрения рассматриваемой проблемы к отрицательным эффектам сгущения и разрежения линий хода поездов на графике движения, что целесообразно учесть через среднеквадрэтическое отклонение о> межпоездного интервала г, рассматриваемого как случайная величина и описываемого статистическим распределением /?(г).

В связи с приведенными соображениями и на основе общей теории математической статистики представляется рациональным указанные соображения, как влияющие на величину коэффициента формы Кф, выразить в итоговой форму ле эмпирического вида

(агКфГ + адКф + апКф'7}-1 Ф Аг'Рг"

где: Кф , Кф', Кфп - частичные коэффициенты формы для одиночного проследования ЭПС по фидерной зоне; а, , ад. ап - доли поездов разных категорий, определяемые по графику

движения, причем в данном случае имеем аг + ад + ап = 1; Рг' - коэффициент учета сглаживания тока по причине наложения диаграмм токопотреблений разных поездов, движущимся по всем путям в данной фидерной зоне (для практического употребления рекомендуется зависимость по рис. 6, а); Р, " - коэффициент для учета межпоездного интервала по рис. 6, б.

Данная методика расчета условных потерь предполагает реализацию последовательности действий в соответствии со схемой, выполняемой для одного из двух возможных вариантов:

- расчет выполняется по тяговому плечу в целом с ориентацией на усредненные показатели фидерных зон, включая и у средненные длины промежутков I между смежными тяговыми подстанциями, а также суммарное потребление энергии на плече, определяемое и равномерно распределяемое по всем п тяговым подстанциям тягового плеча;

- расчет выполняется при учете индивидуальных особенностей каждой тяговой подстанции и соответствующей фидерной зоны.

Первый вариант рекомендуется для тяговых плеч, где размеры движения не меняются в функции расстояния от головной станции, т.е. для тяговых плеч транзитного типа. Второй вариант более сложен; его нужно использовать при значительных переломах поездопотока в пределах тягового плеча. Такая ситуация характерна для линии с большими размерами пригородного движения, где поездо-

Рис. 6. Коэффициент учета сглаживания тока рГ' (а) и коэффициент для учета

.межпоездного интервала Дг" (б). поток спадает по мере удаления от головной станции, а также для линий со сложной геометрией (ответвления, узловые станции, пересечения, изменение числа путей П).

Второй вариант считают по такой же схеме, как первый, но расчет выполняется в каждом цикле по одной фидерной зоне, а затем повторяется для следующей зоны. Оба указанных варианта могут быть использованы для проверочного расчета за прошедший период времени Т, по которому уже известны условные потери на основе обработки показаний счетчиков электроэнергии. Этот расчет обычно необходимо выполнять для поиска тех причин, которые в практике ведут к завышенным условным потерям.

В главе 4 рассмотрены основные типы накопителей энергии и проанализированы возможности их применения в электрической тяге. Для современной энергетики большое значение имеют требования по качественным показателям электроэнергетических установок. В этом плане возрастает роль накопителей энергии; в электрической тяге они позволяют реализовать оптимальные по условию миниму-

ма потерь режимы работы тягового оборудования. Взаимосвязь параметров накопителя при заряде /, и разряде 1Р определяется соотношением энергобаланса

где А/, и М р - средние значения мощностей зарядного и разрядного процессов; ц

- КПД накопителя. Это выражение может быть также записано для мгновенных значений мощности

г г

Значения г, и 1р, а также энергетические показатели качества (КПД) и

при заряде и разряде могут сильно различаться и поэтому существует несколько главных направлений использования накопителей. Их роль сводится к аккумулированию избыточной энергии при отключении значительной части потребителей и последующему использованию накопленной энергии в периоды интенсивного энергопотребления. Обычно г, и 1р имеют примерно одинаковый порядок, энергетические показатели при заряде и разряде близки.

Накопители улучшают показатели энергосистем при кратковременном включении потребителей повышенной мощности, компенсируют пиковые нагрузки, повышают устойчивость работы энергоустановок и систем электропитания, являясь демпфирующими элементами между генерирующими установками и потребителями в нестационарных режимах (для электрической тяги такими потребителями являются электропоезда).

Для всех типов накопителей необходимо согласование их характеристик с параметрами источников энергии, нагрузочных элементов, коммутационной аппаратуры и т. п. (см. табл. 2).

На рис. 7 показаны некоторые типы накопителей; для сравнения их эффективности приведены удельные значения энергии (отношения накопленной энергии Э к массе накопителя т) и удельные значения мощности (отношения предельной мощности заряда/разряда М к массе т). Наиболее перспективные накопители с точки зрения их применения в электрической тяге рассмотрены ниже.

Индуктивный накопитель (ИНЭ) представляет собой катушку с индуктивностью I, по которой течет ток / (рис. 8). В результате создается магнитное поле с энергией

Таблица 2.

Характерные показатели накопителей энергии_

Накопитель Удельная энергия, Дж/г Время вывода энергии, с

Активная зона Тип

статическая Химический Индуктивный Емкосный 102- 105 1-10 0,1-0.5 1-Ю5 10"3- 10 10"*- 10"2

динамическая Механический Электромеханический Электродинамический 10- 103 1-10 0,05 - 1 1 - 103 10"2-10 10"3 — 10 2

Э = Ыг /2 .

ИНЭ кроме индуктивной кату шки содержит источник питания ИП, коммутаторы К1 и К2, нагрузку Н. При подключении накопителя к источнику питания с помощью К! бу дет реализован заряд ИНЭ за время /3. При замыкании коммутатора К2 и размыкании К1 накопленная энергия передается нагрузке в течение времени Iр . Если имеем 1р </,, (мощность ИНЭ при разряде существенно больше мощности заряда), то ИНЭ можно использовать как трансформатор мощности. С момента замыкания К2 и размыкания К1 работает как источник тока. Поэтому с помощью ИНЭ можно обеспечить преобразование электрической энергии с повышением мощности и напряжения.

Достоинством вышеприведенной схемы является использование при заряде и разряде только одного коммутатора, ее недостатком - замыкание разрядного тока при повышенном напряжении через ИП. Энергию, которую ИНЭ передает нагрузке

за один цикл, можно за вычетом потерь определить разностью 0,5- /¿л) ■

Эта схема рациональна при частотах выше 1 Гц.

Сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии (СПИНЭ) отличаются тем, что в них параметром является не мощность, а соотношение плотности тока и требуемого количества сверхпроводника. Магнитное поле и плотность тока не являются независимыми переменными, они связаны между собой через характеристики сверхпроводника. Известны два основных типа сверхпроводников: I и II рода. Они имеют совершенно различные свойства. В длинном стержне из сверхпроводника I рода (свинец или олово), ориентированном параллельно магнитному полю, сверхпроводимость обнаруживается только в поверхностном слое толщиной нескольких сотен ангстремов. Поперечное сечение слоя мало, вследствие чего максимальный ток сверхпроводника оказывается невеликим. Использование сверхпроводников I рода в накопителях энергии нерационально.

К сверхпроводникам II рода относится большинство сверхпроводящих сплавов и соединений. Ниже определенного значения поля сверхпроводимость по-прежнему ограничена поверхностным слоем, но выше этого значения в стержне из такого материала появляются чередующиеся нормальные и сверхпроводящие области. В некоторых материалах они могут сохраняться в стержне до очень высоких по напряженности критических полей (МЬ^п и У3Оа - 110 кА/см).

Чтобы сверхпроводник находился в сверхпроводящем состоянии, температура, поле и ток должны быть ниже критических значений. При заданных температуре и напряженности поперечного магнитного поля материал сверхпроводника II рода имеет определенный критический ток, который вблизи критического поля ограничивается числом сверхпроводящих носителей. При меньших полях значение тока обусловлено силой Лоренца. Если произведение параметра поля на ток достаточно велико, сверхпроводящая структура движется относительно физической структуры, создающей препятствия движению; это приводит к выделению тепла, при котором температура сверхпроводника будет выше критической, и он переходит в обычное состояние. Ток перехода называется критическим током.

Критический ток для сверхпроводника II рода с большим критическим полем сильно зависит от структуры материала. Холодная обработка или отжиг очень мало влияют на критическую температуру или верхнее критическое поле, но значительно влияют на критический ток.

ВАД - воздушные аккумуляторы давления,

ЕМН - емкостные молекулярные накопители,

МН - маховичные накопители (типичные),

ЭХГ - электрохимические генераторы,

РЬ - свинцовый аккумулятор,

Ni/Fe - никель-железный аккумулятор,

Ni/Cd - никель-кадмиевый аккуму лятор,

Ni/MeH - никель-гидридномсталлический аккумулятор,

Na/S - серно-натриевый аккумулятор,

1 - маховик ободного типа из стеклопласта,

2 - маховик комбинированного типа (материал стержней -органопласт, материал обода - стекловолокно).

Рис. 7. Показатели накопителей энергии (но опубликованным данным).

Рис. 8. Схема установки с индуктивным накопителем энергии и характер изменишь токов и напряжений.

Взаимные соотношения магнитного поля, тока и температурного состояния катушки ИНЭ весьма сложны и их нельзя считать окончательно исследованными. Например, для обеспечения нормальной работы сверхпроводника создают совершенный злсктр;пее:снм контакт сверхпроводника по всей его длине с обычным материалом, имеющим хороший тепловой контакт с окружающей средой. Зффею шунтирующего материала скажется тогда, когда ток в сверхпроводнике превысит критическую величину и на комбинированном проводнике начнет появляться напряжение. Тогда ток разделится между сверхпроводником и шунтирующим материалом. В комбинированном проводнике выделится энергия, и он примет температуру, определяемую критическим током сверхпроводника, электрическим сопротивлением шунтирующего материала, теплопередачей в окружающую среду и температу рными градиентами в комбинированном проводнике.

Если при температуре выше критической и при неизменном поле увеличить ток до некоторой пороговой величины, то можно перевести ток из сверхпроводника в шунтирующий проводник. Рабочая температура определится джоулевым теплом, выделяющимся в шунтирующем проводнике, и термическими условиями. Если температура снова упадет ниже критической температуры сверхпроводника, соответствующей данному полю, то ток, полностью протекавший в шунтирующем проводнике, начнет переходить обратно в сверхпроводник. Это приведет к снижению джоулевых потерь и температуры, и такой процесс будет продолжаться до полного восстановления сверхпроводящего состояния. Такой проводник называется «полностью стабилизированным». Если шунтирующий материал обеспечивает полную стабилизацию при критическом токе сверхпроводника, то комбинированный проводник «полностью стабилизирован при критическом токе».

Характерным показателем СПИНЭ является удельная масса сверхпроводника не единицу7 накопленной энергии. Она минимална, когда максимально произведение Нт1'3Зр(Н„,) (#„-- напряженность магнитного поля; .1 р - расчетная плотность тока). Значения Нт и Jp находятся по заданной зависимости 3р{Нт) для материала сверхпроводника. Расход сверхпроводника уменьшается с уменьшением

Н„,, но при этом возрастают характеристические размеры накопителя. Оптимальные цилиндрические СПИНЭ значительно отличаются от катушки Брукса. Их главным недостатком является наличие больших внешних магнитных полей, для уменьшения которых используют цилиндрические СПИНЭ с активными экранами. Для минимизации внешних полей нужно использовать тороидальные СПИНЭ, а также накопители в виде двух соосных сферических или сплюснутых эллипсоидальных катушек с встречным направлением тока. В таком случае основная часть линий магнитной индукции, выходящих из внутренней катушки, замыкается в пространстве между катушками. В СПИНЭ со сферическими кату шками сверхпроводниковый материат используется наиболее рационально, когда отношение диаметров кату шек равно 1,59, плотностей токов - 0,25.

Использование тороидальных СПИНЭ вместо цилиндрических при одинаковой энергии требует примерно двукратного увеличения объема сверхпроводника. Замена тооидального СПИНЭ экранированным сферическим позволяет снизить расход сверхпроводника в 1,2 раза, а замена тороидального СПИНЭ системой двух эллипсоидальных кату шек дает уменьшение объема сверхпроводника в 1,4 - 1,5 раза. Но изготовление сферических и эллипсоидальных катушек сложнее, чем тороидальных в виде набора одинаковых цилиндрических кату шек с центрами на общей окружности.

Созданы опытные и промышленные установки со СПИНЭ до 100 МДж. Проектируют крупные СПИНЭ с энергиями порядка 1012 - 10й Дж, которые предназначены для выравнивания нагрузки энергосистем и хранения электроэнергии. Их габаритные размеры составляют сотни метров; для их размещения используют подземные выработки со скальным фунтом, воспринимающим большие электромагнитные силы.

В ИНЭ помимо сверхпроводников используют гиперпроводники (криопровод-ники), одним из которых является сверхчистый алюминий (99,999%), с температурой 20-30К (например, жидким водородом или неоном). Сопротивление гиперпроводника в тысячи раз меньше по сравнению с его сопротивлением при нормальной температуре. Это позволяет получать плотности тока того же порядка, что и в сверхпроводниках. При больших плотностях тока необходимо отводить существенные омические потери, поскольку гиперпроводник имеет конечное сопротивление. Криопроводниковые накопители достигают значений удельной энергии порядка 20-50 Дж/г при КПД накопления энергии около 95%.

Емкостные накопители энергии (ЕНЭ) аккумулируют (рис. 8) энергию электростатического шля. Их эффективность тем выше, чем больше емкость конденсатора Си и напряжение Ор перед разрядом. Поэтому в классических ЕНЭ применяется высоковольтные конденсаторы. В молекулярных конденсаторах значение удельной энергии на один - два порядка выше, чем в других конденсаторах, в связи с этим разработаны эффективные схемы ЕНЭ, использующие эти конденсаторы.

Рис. 8. Функциональная схема емкостного накопителя энергии

Преимуществом ЕНЭ - высокий КПД, значение которого для зарядно-разрядного цикла 88-90 %. Допускаемое с точки зрения экономя;: энергии время ее хранения - до ¡00 ч. Емкостные накопители характеризуются малым внутренним сопротивлением, что позволяет достигать удельной мощности импульсного разряда порядка 100 Вт/см3; они не имеют отрицательного экологического воздействия: пожаро- и взрывобезопасны. Недостатком ЕНЭ является их многомодульная конст-рукция(контактные соединения ограничивают надежность всего устройства^слож-ность дополнительных устройств для регулирования процессов заряда и разряда накопителя и изменения полярности батарей при переключениях из заряда в разряд.

Инерционные механические энергоаккумулирутощие системы, к которым принадлежат маховичные накопители энергии (МНЭ), накапливают механическую энергию в маховике (системе маховиков). При исследовании МНЭ необходим комплексный подход к оценке характеристик основных элементов, ввиду динамического характера их рабочего процесса, влияния эксплуатационных условий и характеристик системы накопления в целом, назначения, неопределенности в очередности выполнения задач того или иного назначения и т. д. Результатом являются рекомендации по выбору рационального состава энергоаккумулирутощей системы и оптимальных параметров ее основных элементов. Конструктивная форма конкретного МНЭ определяется его назначением и условиями функционирования. Все маховичные накопители имеют общие структурные и системные особенности: совокупность основных элементов и связи между ними Основной, наиболее характерный элемент системы - маховик, выполняющий функции аккумулятора энергии и источника мощности обладает следующими потенциально положительными качествами;

- высокая удельная мощность зарядно-разрядных режимов;

- автоматический переход с режима аккумулирования (заряда) на режим генерирования (разряда) энергии, что обеспечивает возможность эффективной рекуперации энергии;

- высокий КПД и стабильность характеристик в широком диапазоне изменения условий эксплуатации (давление, температура и др.) при небольшом времени хранения энергии;

- отс)тствис загрязнений окружающей среды.

6 "Л 7 1 3

тг\ \ тг тг тг

м X П РМ

-Ц- дх -Ц-

\5 VI

Рис. 9. Структуральная схема МНЭ: 1 -маховик, 2 - механическая передача, 3 -рабочая машина. 4-опора, 5 - разгонный двигатель, муфта сцепления. 7-

кожух.

Механическую энергию, которую накапливают и отдают маховики, сравнительно просто и с высоким КПД можно преобразовывать в другие виды энергии. Кроме того, маховик - единственный накопитель, аккумулирующий, одновременно с энергией, и кинетический момент, что создаст ряд дополнительных возможностей при применении МНЭ в различных технических устройствах.

Область практического использования МНЭ пока весьма ограничена из-за малых энергосмкостных показателей монолитных маховиков, что обусловлено требованиями безопасности. Развитие материаловедения и технологии композиционных материалов позволило создать на основе анизотропных материалов (с высокой прочностью) безопасные маховики, не уступающие по энергоемкости другим накопителям энергии.

Структурная схема маховичного накопителя представлена на рис. 9. Для накапливания энергии к маховику / в фазе заряда подсоединяется с помощью муфты б разгонный мотор 5. Маховик разгоняется до заданной угловой скорости вращения. Накопленную в фазе разгона энергию маховик выделяет в рабочую машину РМ посредством передачи П. В некоторых решениях, особенно при аккумуляции электрической энергии, рабочей машиной является обратимая электрическая машина, работающая как мотор в режиме заряда или как генератор в режиме разряда. В таком случае разгонный мотор Мотсутствует.

Маховичные накопители можно разделить на две группы:

- динамические НЭ, которые аккумулируют кинетическую энергию вращения твердых тел;

- комбинированные НЭ, которые запасают одновременно кинетическую энергию вращающихся тел и потенциальную энергию с у^с а./tru.fr /п&л**-посредством упругого изменения формы или объема этих тел.

Основной частью МНЭ являются маховики, вращающиеся вокруг своей оси. Их кинетическую энергию определяет выражение: Эк=^2!2

где: й - момент инерции тела относительно оси вращения;

со - угловая скорость.

Эффективность маховиков как накопителей энергии целесообразно оценить по удельной энергоемкости

этач =э/от = 7<у2/(2от)^

где: У= |г2с/т; г - расстояние элементарной массы с/т от оси вращения, Ут -

объем маховика. Величина Л{2т) характеризует форму маховика, а е>тах зависит от прочности его материала. Из этого видно, что энергетические показатели маховика обеспечиваются обоснованным подбором конструкционных материалов и выбором целесообразной конструктивно-силовой схемы. Эти схемы маховиков можно разделить на три группы: монолитные маховики из изотропных материалов; маховики из высокопрочных анизотропных материалов; маховики из высокоэластичных материалов.

Для аккумулирования энергии перспективны два типа первой группы: маховики-диски и маховики-стержни (вращающиеся вокруг поперечной оси). Обычно диски значительно превосходят стержни по объемной эффективности. Их энергоемкостные возможности определяются прочностными характеристиками материала.

Маховики второй группы, имеют схему, основанную на использовании высокопрочных анизотропных материалов. Современные технологии позволяют достигать в подобных изделиях (в виде волокон, проволок, жгутов, стержней, лент, пластин и т. д.) более высоких значений удельной прочности, чем в монолитных заготовках из аналогичных материалов. Существуют гибридные конструкции, использующие как монолитные, так и анизотропные материалы. Обычно внутренняя, менее напряженна я часть таких маховиков, как правило, является миполггпгой, а внешняя выполняется из анизотропных материалов. Маховики из высокоэластичных материалов типа резины, позволяют накапливать кинетическую энергию вращения, потенциальную энергию растяжения и энергию упругих резонансных колебаний, что приводит к значительному повышению энергоемкости. Хотя эти маховики можно отнести к изотропным, но по характеру рабочих процессов они представляют новую группу.

Области применения вариантов маховиков определяются на основе сравнения их показателей: удельной энергоемкости Эн/т и объемной эффективности Эц 'Уи.

Применение анизотропных материалов является самым эффективным способом достижения высоких энергоемкостей. Употребление разнородных волокон в качестве армирующих элементов при изготовлении квазиизотропных дисков обеспечивает требуемую изгибную жесткость. Наилучшим сочетанием удельной энергоемкости и объемной эффективности обладает маховик ободного типа. Так как потери мощности в опорах пропорциональны со, а аэродинамические потери пропорциональны со3, маховики ободного типа обладают ключевым преимуществом, поскольку их су1ШХ, вследствие размещения массы на периферии, составляет приблизительно 65 % ситах маховика радиально-веерной схемы и почти вдвое меньше, чем у квазиизотропного диска.

Разрыв монолитных маховиков связан с возникновением тяжелых осколков. Это вынуждает вводить при их проектировании высокие запасы прочности и предусматривать соответствующие ограждения, что приводит к существенному снижению энергоемкостных показателей. Нитевидные материалы, при перенапряжении превращаются в порошок или мелкие частицы, а их энергия рассеивается тре-

нием так, что лишь несколько ее процентов передается корпусу. Вероятность разрушения из-за местного дефекта материала волокна для маховика стрежневого типа меньше, потому что максимальное напряжение в нем достигается в сечениях элементов, находящихся ближе к центру вращения, а напряжение на его наружном конце равно нулю. В ободном маховике его волокна работают при максимальных напряжениях по всей периферии обода.

Основным достоинством маховиков квазиизотропной конфигурации является высокий уровень объемной эффективности, позволяющей создавать компактные системы. С другой стороны, при его разрушении образуются высокоэнергетическне осколки^вся энергия выделяется одновременно и ее рассеяние затруднительно.

Для электрической тяги нужны накопители энергии большой энергоемкости Исследования и разработки энергоаккумулирующих систем направлены на решение двух проблем: обеспечение рационатьного использования энергетических ресурсов путем повышения экономичности энергосистем и создание транспортных средств, не загрязняющих атмосферу. Оценка рациональности применения системы выполняется на основании обобщенных критериев (удельная энергоемкость и мощность, количество циклов заряда и разряда, коэффициент полезного действия цикла, время хранения энергии и т. д.).

Механические инерционные накопители энергии применяют в системах электроснабжения электрической тяги. Первая опытная установка такого типа (рис. 10) появилась в Японии в 1981 г. на пригородной железной дороге. Монолитный стальной маховик раскручивается в вакуумированном кожухе от частоты вращения 800 до 1600 об/мин., накапливая 15 кВт-ч (54 МДж) энергии.f го момент инерции ровен 5130 кг-м2, масса - 14,6 т. Давление воздуха внутри кожуха поддерживается на уровне 1 кПа (1/100 атмосферического давления). Мотор-генератор - машина постоянного тока с независимым возбуждением мощностью 750 кВт и напряжением 1500 B-подключена к тяговой сети. Коэффициент возврата равен 70 %, (30 % -аэродинамические потери, питание вакуумного насоса, потери в магнитных опорах ит. п.^.

На основе полученного опыта в 1988 г. в Японии смонтирована еще одна установка с МНЭ емкостью 30 кВт-ч (108 МДж) с асинхронным мотор-генератором переменного тока Íjp^f1 j. В течение последних нескольких лет появились первые коммерческие конструкции маховичных накопителей энергии. Установка фирмы Пиллер (Piller Gmbh) представлена на рис. 11. Для предварительного разгона до 900 об/мин употребляется пусковой мотор. Диапазон эксплуатационных частот вращения составляет 1800 - 3600 об/мин. Монолитный стальной маховик массой 2,7 т находится в массивном кожухе в атмосфере гелия. Магнитная опора принимает нагрузку 27 кН (89 % веса ротора), остальную часть нагрузки принимает подпятник с ресурсом 70 000 часов. Энергоемкость накопителя - 17 МДж, номинальная мощность разряда 1100 кВт за 16 с, максимальная - 1650 кВт за 10 с, напряжение стабилизировано на уровне 405 - 550 В. Мощность потерь для максимальной частоты вращения - 11 кВт.

Интересное техническое решение показано на рис. ll/.Основным элементом накопителя является ротор — маховик в виде зубчатого диска, из легированной высокопрочной стали, вращающийся внутри вакуумированного кожуха с ютлч

10.000 об/мин. Катушка, (вверху) ^образующая магнитное поле, одновременно обеспечивает намагничивание зубьев диска и его магнитное подвешивание. При разгоне обмотка якоря образует вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем зубьев, вследствие чего увеличивается скорость вращения маховика и он накашивает энергию. При разряде накопителя, вследствие движения намагниченных зубьев внутри якоря, в его обмотке образуется электрический ток. Когда скорость ротора снижается, в верхней катушке ток увеличивается, а с ним намагничивание ротора, что позволяет поддерживать значение тока на постоянном уровне. Возможный разряд - до 80 % энергии, накопленной в роторе. Максимальная мощность разряда - 480 кВт/12 с; энергоемкость - 5,8 МДж. При минимальной мощности разряда - 40 кВт он продолжается 120 с. Отсюда средняя мощность шгерь на уровне В кВт. Мощность установки можно увеличить в 2 раза, используя 2 накопителя в одном шкафу 1042 х 864 х 2058 мм, в котором кроме накопи)с.¡ей находится электрооборудование агрегата.

; , • ;"Hv • .J

Д-J ik í-¡ nuTrf, П

mm

Uï

:¡ I: i "J

iiu:pL

Мапзшмл опора

Вращающийся выпрямитель Безкошакшьвд г оз буднтель

Кожу*

Генератор переменного тока

Рис. 10. Маховичныи накопитель Рис. 11. Маховичныи накопитель фирмы энергии японского производства Пиллер.

Магнитные опоры выпопнжхцие сЗДншрто обиоткм возбуждеяя

вынимаемым якорь

Ш Ш- ••

• • -s i >**■ -•»

i,- :

ротор

Рис. 12. Маковичный накопитель энергии фирмы Active Power

Очень интересной конструкцией является МНЭ фирмы «Trinity» (США), с композитным маховиком, ытм = 44 ООО об/мин. На рис. 13, а показан ротор накопителя, у которого внешняя часть сделана из углепластика на эпоксидной основе с углеродным волокном прочностью 8,27 ГПа. Эффективная прочность композитного материала снижена до значения 3,2 ГПа. Диаметр ротора 229 мм, длина 305 мм, масса - 29,5 кг. Отверстие в роторе заполнено сегментами постоянных магнитов (NdFeB), которые образуют сильное магнитное поле и, кроме этого, влиянием центробежных сил компенсируют сжимающие силы в материале маховика, возникающие в процессе вращения. Таким образом, ротор одновременно выполняет функцию маховика и конструктивного элемента электрической машины. Статор находится вне вакуумированного объема, что упрощает охлаждение обмоток. Поперечное сечение статора представлено на рис. 13, б. Стрелки показывают направления магнитного потока.

На рис. 14 показана крупнейшая установка этого типа, в которой одновременно работают два маховика, вращающиеся в противоположном направлении для исключения гироскопического момента. Ее масса 227 кг, внешние размеры 813 х 660 х 584 мм. Энергоемкость 3,2 МДж, максимальная мощность разряда 750 кВт за 3 или 200 кВт за 15 с. Ресурс равен 50.000 ч или 100.000 циклов заряда - разряда. Компактность конструкции и небольшой вес позволяют применять ее в транспортных средствах. Разработаны также стационарные версии установки энергоемкостью 1 МДж, мощностью 50 кВт/ 20 с и весом 138 кг. Накопитель вместе со вспомогательными устройствами, помещен в шкафу размеров 1702 мм (высота), 560 мм (ширина), 635 мм (длина).

На рис. 15 представленный маховичный накопитель энергии российского производства. К металлическому (углеродистая сталь или титан) сердечнику прикреплен композитный диск в виде обмотки из металлического провода из того же материала, что и сердечник со связующим веществом в виде стеклопластика или специальной углеродистой пластмассы. Прочность нитей со связующим веществом намного выше прочности полностью металлического маховика. Маховик выполнен специальной сложной формы с целью создания управляемых воздушных завихрений для уменьшения аэродинамических потерь. Поверхность маховика покрывается специальным составом и тщательно шлифуется. Энергоемкость маховика

Uf

Рис. 13. Ротор fa) и статор (б) МНЭ фирмы «Trinity Flywheel Power»

Рис. 14. Маховичный накопитель энергии типа MFPTM

90 МДж при Ищи = 15.000 об/мин, ттт =7500 об/мин, внешнем диаметре маховика 1000 мм и его массе 667 кг. Момент инерции равен 97,3 кг м2.

Мотор-генератор выполнен либо традиционного аксиального (во внутренней части маховика), либо радиального типа с возбуждением от постоянных магнитов на внешнем роторе вращающегося маховика. В данном случае отсутствуют затраты энергии на возбуждение, а также снижаются аэродинамические потери, связанные с сопротивлением обмотки при высокой скорости. Но при возбуждении от постоянных магнитов на основе ШРеВ возникают потери в стали статора. Это особенно проявляется в режиме выбега, эти потери должны быть минимизированы.

Магнитная система мотор-генератора выполнена с увеличенным количеством пар полюсов (до 12 р). Обмотка статора намотана медным или алюминиевым проводом, в зависимости от мощности, размеров установки. КПД мотор-генератора составляет 98 %.

На основе аналитического обзора обоснован выбор типа накопителя энергии для электрической тяги. Основными целями применения накопителей в электрической тяге являются:

- поглощение избыточной энергии реку перации;

- сглаживание пиков потребления энергии путем подпитки тяговой сети от накопителя, если величина тяговой нагрузки превышает некоторое предельное значение.

Выбор типа накопителя связан со многими обстоятельствами, из которых самые главные - это:

- вариант применения (стационарный / подвижной);

- общая стоимость накопителя,

- стоимость 1 кВт установленной мощности;

- стоимость 1 кВт-ч (1МДж) энергоемкости (для 1 цикла работы накопителя);

- внешние габариты накопителя и площадь, занимаемая установкой;

- масса накопителя, включая вспомогательные устройства;

- коэффициент полезного действия и интенсивность саморазряда;

- приемлемое с технической точки зрения время хранения энергии для 1 цикла работы;

- доступность материалов и агрегатов;

- уровень технического развития конструкции;

- ресурс работы и надежность;

- воздействие на окружающую среду;

- пожароопасность и взрывоопасность, последствия аварии. Существенность приведенных выше факторов зависит от конкретных обстоятельств применения накопителя энергии и связанных с ними ограничений.

Накопитель может быть установлен (рис. 16):

- непосредственно на поезде;

- на фидерах подстанции;

- примерно в середине фидерной зоны.

Специфика применения накопителей энергии в электрической тяге заключается в следующем:

Рис. 16. Варианты применения накопителей энергии в системе энергоснабжения железнодорожного транспорта

- У бортового накопителя получается наилучшее качество сглаживания пиков энергии, но его сложно реализовать. Основные пожелания связаны с его минимальной массой, максимальной удельной энергией и мощностью, энергоемкостью, равной энергии рекуперативного торможения от максимальной скорости. Накопитель должен быть нечувствительный на вибрации и силы инерции, возникающие во время поездки. Время хранения энергии порядка нескольких десятков секунд - равно времени стоянки поезда на остановке. Накопитель не должен оказывать отрицательного влияния на окружающую среду - исключено возникновение сильных внешних электромагнитных полей, ядовитых отходов. Последствия выхода накопителя из строя не должны угрожать находящимся вблизи людям.

- Применение стационарных накопителен характеризуется удельной энергией и удельной мощностью несколько меньше, так как их массогабаритные параметры уже не Бди глот на поезда. Энергоемкость накопителя должна обеспечить прием энергии рекуперации от нескольких поездов, находящихся вблизи ело, и она связана с расстоянием между смежными тяговыми подстанциями и расстоянием между местами подключения накопителей к тяговой сети. Время хранения энергии, как прежде, не более, чем время стоянки одного поезда на остановке, длительность интервала между очередными режимами заряда зависит от характера движения поездов на линии. Влияние на окружающую среду в этом случае иысст меньшее значение, так как элек-тромагшггные поля можно экранировать, а влияние вредных веществ можно минимизировать применением фильтров и других поглощающих средств, масса и объем которых играют второстепенную роль.

Из стационарных вариантов более предпочтительна установка накопителя в середине фидерной зоны. При этом как бы появляется дополнительная подстанция, улучшается уровень напряжения в сети, снижаются потери энергии. Однако технически проще поставить накопитель непосредственно на подстанции, где для этого имеется помещение. В условиях метро стационарный накопитель целесообразно размещать именно на фидерах подстанции, поскольку пуск - торможение поезда осуществляются всегда около подстанции.

Ниже приведено сравнение массогабаригных показателей накопителей энергии четырех типов: электрохимических, емкостных, индуктивных и механических (маховичных), при энергоемкости 90 МДж (25 кВт-ч), мощности заряда - разряда 2 МВт, напряжении на зажимах установки 825 В.

Используя в накопителе энергии аккумуляторные батареи, надо соединить последовательно около 68 штук для получения заданного напряжения. Номинальная энергоемкость 1 батареи (для времени разряда 10 ч) по данным производителя (фирмы «Hawker Energy») - 42 А-ч = 1,835 МДж = 0,51 кВт-ч. Принимая ток батареи 104,1 А (для времени разряда 15 мин) для заданной мощности надо применить 24 параллельных ветви с 68 аккумуляторами в каждой. Энергоемкость аккумулято-ра^отвечающая току 104,1 А, равна 26 А-ч и поэтому общая энергоемкость накопителя 1833 МДж = 509 кВт-ч. Общая масса батареи свыше 26 т, общий объем -19 м3. Для заданного уровня токов разряда максимальное количество циклов 80 % разряда

равно 350. КПД рабочего цикла оценивают около 70 %. Стоимость накопителя -свыше 100.000 у.е. =2.800.000 рублей.

В случае емкостного накопителя перспективно применение молекулярных конденсаторов, которые характеризуются самыми высокими энергетическими показателями. На основе данных принят конденсатор напряжением 28 В емкостью 205 Ф весом 30 кг с максимальным значением накопленной энергии 80 кДж. Для обеспечения максимального напряжения 900 В необходимо сформировать секцию, соединяя последовательно 32 конденсатора. Тогда емкость одной секции будет равна 205/32 = 6,41 Ф. Необходимая емкость батареи конденсаторов связана с максимальным диапазоном изменений напряжения на се зажимах. Если принять диапазон допустимых изменений напряжения в тяговой сети, т.е. 675 - 900 В, то для принятой энергоемкости установки, равной 90 МДж (25 кВт-н)

С„=-г^-Г = 508Ф.

и 2 -и

тс макс тс мин

Для создания батареи емкостью 508 Ф нужно соединить параллельно 80 секций. Тогда общее количество использованных конденсаторов будет 2560 общей массы 76,8 т и объема 41 м3. Приблизительная цена 1 конденсатора около 160 у.е. (4500 руб.), поэтому стоимость накопителя с заданными параметрами можно приблизительно оценить 420.000 у.е. (почти 12 миллионов руб.). Емкостные накопители характеризуются самым высоким значением количества рабочих циклов - 108. Коэффициент возврата ЕНЭ зависит, прежде всего, от КПД зарядно-разрядного устройства и для известных решений он равен 0,8 - 0,95.

Определение параметров индуктивного накопителя энергии сложнее, так как они взаимно связаны и зависят от формы сверхпроводящей катушки, материала сверхпроводника, эффективного коэффициента заполнения катушки и т.п. В качестве примера определим параметры сверхпроводящей катушки Брукса, с заданными раньше параметрами. Предположим, что катушка сделана из сверхпроводника Н рода, в форме комбинированного, полностью стабилизированного проводника. Сверхпроводящие жилы вкраплены в несущий провод с коэффициентом заполнения несущего провода кт = 0,4. Коэффициент заполнения катушки несущим проводом (учитывающий присутствие каналов охлаждения, бандажей, изоляции и т. п.) ки = 0,375. Результирующий коэффициент заполнения катушки тогда к2 = 0,4 0,375 = 0,15.

Принято типичное значение плотности тока в проводниках = 4-108 А/и2. Параметры катушки Брукса: /, = /г» = 0,3367, кф = 8,497. На основе представленных в диссертации формул были проведены расчеты, результаты которых представлены на рис. 17.

Энергоемкость 90 МДж отвечает диаметру с! = 2,08 м. Тогда параметры сечения катушки / = /1 = 0,3367с? = 0,70 м. Объем катушки ровен 3,2 м3, объем несущего провода 3,2-0,375 = 1,2 м3. Принимая диаметр провода с1а = 5 мм, получаем длину провода свыше 61 км. Если принять цену 1 м провода на уровне 2 у.е. (56 рублей), то стоимость сверхпроводникового материала получается на уровне 122.000 у.е. (3.450.000 руб.). Стоимость непрерывно действующего ожижителя с жидким гели-

ем 50-100 тыс. у.е., при этом, как уже было отмечено, на 1 ватт потерь в сверхпроводящей катушке, возникающих особенно в нестационарных режимах, нужен приблизительно 1 кВт мощности системы охлаждения. К этому надо учесть стоимость криостата и гелия, а также стоимость системы управления, коммутирующих аппаратов и системы экранирования магнитных полей.

Представленные оценки показывают, что сверхпроводящий накопитель энергии - сложная и дорогостоящая конструкция и поэтому его применение эффективно, когда его энергоемкость велика - в таком случае стоимость оборудования не имеет основного значения. Преимущества СПИНЭ - высокий КПД (выше 99%) и коэффициент возврата, а также высокая мощность установки, ограничена главным образом свойствами коммутирующих устройств. С другой стороны СПИНЭ дорогие, в их работе необходимы вспомогательные устройства, в защите перед внешними магнитными полями надо использовать системы экранирования или специаль-конструкции катушек. Перспективное применение высокотемпературных СПИНЭ с системами охлаждения, используют;:;,жидкий азот, в течение ближайших 2-3 лет, что позволит даже в несколько раз снизить стоимость таких накопителей в сравнению с системами, использующими жидкий гелий.

Выше были представлены основные параметры маховичного накопителя энергии энергоемкостью 90 МДж (рис. 15). Вся установка со вспомогательными аппаратами оценивается в 25.000 у.е. (около 700.000 руб.). Стоимость преобразовательного агрегата мощностью 2 МВт составляет около 10.000 у.е. (1.400.000 руб.). По приведенным данным коэффициент возврата такого накопителя можно оценить в 92%, причем существуют возможности его улучшения путем устранения потерь, возникающих в подшипниках маховика, объединением маховика с ротором мотор-генератора, применением высокопрочных композитных материалов для повышения частоты вращения и уменьшения веса установки.

Диаметр катушки, м

Рис. 17. Энергоемкость сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии Э, Дж, как функция диаметра катушки Брукса.

Сравнение описанных выше вариантов приводит к выводу, что пока лучшими свойствами обладают маховичные накопители энергии, которые довольно просты и дешевы, характеризуются приемлемыми массо-габаритными параметрами. Применение композитных материалов ликвидирует опасность разрыва с возникновением тяжелых фрагментов маховика. Мощность приема - отдачи энергии ограничивается только мощностью использованного мотор-генератора, ротор которого может одновременно выполнять функцию маховика, а обмотки статора могут находиться вне вакуумированной зоны.

В главе 5 обоснованы решения по применению накопителей энергии в элск-тричсской тяге, которая рассматривается как специфическая электроэнергетическая система с подвижными нагрузками (электропоездами). Она характеризуется высокими значениями неравномерности потребления тока. Другая особенность определяется широким применением рекуперативного торможения. При введении реку перации возможны следующие варианты:

- рекуперируемая энергия поглощается только поездами, работающими в тяговом режиме; избыточная энергия гасится на рекуперирующем поезде или на тяговой подстанции;

- тяговые подстанции оборудуют инверторными агрегатами ИА, причем ИА может быть совмещен с выпрямителем ВА (рис 18, я);

- применяют накопители, энергоемкость которых обеспечивает полное поглощение энергии рекуперации, причем накопители могут быть установлены на шинах или на фидерах тяговой подстанции (рис. 18, б), в середине фидерной зоны или на поезде.

Основными целями применения накопителей в системах электрического транспорта являются следующие:

- поглощение избыточной энергии реку перации;

- сглаживание пиков потребления энергии из первичной энергосистемы путем подпитки тяговой сети от накопителя, если величина тяговой нагрузки превышает некоторое предельное значение.

Неравномерность потребления оценивают при помощи специальных показателей, из которых самым простым является пик-фактор. Смысл снижения пик-факторов заключается в том, чтобы:

- гарантированно ограничить предельное значение мощности источнике,^поскольку это значение влияет на величину тарифа по оплате электроэнергии;

- снизить потери электроэнергии.

В зависимости от конкретной ситуации основным может быть первый или второй фактор. В случае превалирующего действия первого фа1сгора для оценки неравномерности энергопотребления и соответственно эффективности применения накопителей может быть использован пик-фактор в его простейшем виде, т.е. как отношение максимальной мощности к ее среднему значению. Если же превалирующим является фактор снижения потерь, то пик-фактор перестает быть приемлемой оценкой и следует ориентироваться на показатели интегрального типа, в которых учитывается вся кривая потребляемой мощности А/(г) или тока /(/), например на коэффициент формы. Потери в системе электроснабжения пропорциональны

Рис. 18. Возможные варианты приема энергии рекуперации: а) прием инвертор-ными агрегатами, 6) прием энергии накопителем энергии.

квадрату коэффициента формы. Этот коэффициент может быть рассчитан для кривой тока /(г) или мощности М(/).

Для конкретной ситуации могут быть построены графики, показывающие зависимость показателей П и Кф от энергоемкости 3И накопителя электроэнергии. Идеальный случай имеет место при Эн =Э//тах (/7=/ и Кф =1), но обычно эго

недостижимо технически или нецелесообразно экономически ввиду больших капитальных затрат на накопители. Поэтому приходится ориентироваться на некоторое промежуточное значение энергоемкости Эн < ЭНтхс, когда приведенные затраты

на накопители П3 минимальны.

Конкретный вид кривых 1Т(ЭН) и Кф{ЭИ) существенно зависит от характера потребления мощности электроподвижным составом; если функция Л/(/) может рассматриваться как случайная стационарная и эргодическая, то эти кривые достаточно просто получить путем моделирования; оно может быть выполнено на основе вероятностных распределений, характеризующих процесс потребления мощности. Эти распределения дают статистические характеристики отклонений от среднего значения мощности. Накопитель может быть установлен на поезде, на фидерах подстанции, в середине фидерной зоны. Наилучшее качество получается при накопителе на поезде, но такой накопитель реализовать сложно. Стационарный накопитель не влияет на потоки энергии в тяговой сети, но решает задачу сглаживания для тяговой подстанции и первичной энергосистемы, обеспечивает возможность рекуперативного торможения. Для метрополитена, где подстанции жестко привязаны к станциям, вблизи которых реатизуются режимы разгона и торможения электропоездов, накопитель должен быть установлен на фидерах подстанции. Его энергоемкость должна быть равна удвоенному значению энергии, рекуперируемой электропоездом при торможении от расчетной скорости, причем удвоение объясняется возможностью одновременного торможения двух поездов, прибывающих на

станцию с противоположных направлений. В условиях железнодорожного транспорта размещение тяговых подстанций не связано с остановочными пунктами; в фидерной зоне подстанции может находиться несколько одновременно тормозящих поездов. Поэтому здесь задача выбора емкости накопителя должна решаться методом статистического моделирования.

Задача управления процессом энергообмена решается по-разному в общей электроэнергетике и в электрической тяге. В общей электроэнергетике в идеальном случае накопитель должен обеспечить постоянный уровень потребления электроэнергии от источника, компенсируя отклонения от среднего значения мощности (рис. 19). Реально накопитель может компенсировать лишь частотно указанные пики и провалы, так что приходится устанавливать раздельно уровни компенсации пиков А/(+) и провалов Л/(-). Если потребляемая системой мощность превышает уровень М(+), то накопитель включается в режим отдачи, а если потребляемая мощность ниже уровня М(-), то реализуется режим накопления энергии. Значения указанных уровней и величину энергоемкости накопителя устанавливают путем статистического анализа ситуаций в процессе имитационного моделирования, задавая значение показателя, характеризующего неравномерность потребления мощности.

В электрической тяге при наличии рекуперативного торможения применяют другой алгоритм. Во-первых, здесь нужно четко различать, когда имеет место рекуперация с избытком отдаваемой мощности по сравнению к потребляемой. Другой режим - это когда потребляемая мощность превышает отдаваемую. В первом случае алгоритм управления накопителем очень прост - накопитель должен поглотить всю избыточную энергию - его параметры должны быть выбраны по этому режиму. Во втором случае принцип управления энергообменом может варьироваться и можно выделить два крайних случая:

- реализуют алгоритм максимально быстрой отдачи накопленной энергии, чтобы быстрее освободить накопитель для приема следующей порции энергии рекуперации;

- процесс отдачи энергии регулируют по принципу поддержания заданного уровня потребляемой от энергосистемы мощности или минимально допустимого уровня напряжения на фидерах.

Рис. 19. Принцип применения накопителя энергии в системе энергоснабжения

I

Построение системы управления определяется также наличием датчиков обратных связей, т.е. датчиков мощности (или тока) и напряжения. Возможно регулирование только по сигналам датчика напряжения на фидерах подстанции, т.е. при повышении напряжения выше напряжения холостого хода должен включаться накопитель, стабилизируя напряжение в некоторых пределах напряжений; в этом случае алгоритм управления накопителем эквивалентен алгоритму управления инвертором. Этот алгоритм может быть усовершенствован применением обратных связей по току фидеров и по току (мощности) самого накопителя (рис. 20).

Две основные задачи (поглощение избыточной энергии рекуперации и сглаживание пиков потребления) могут решаться одновременно одним и тем же накопителем, но алгоритмы управления будут несколько различаться, хотя общий принцип включения накопителя на поглощение или отдачу энергии остается. На диаграмме «ток - время» в качестве значений тока переключения выделяют (рис. 21):

- некоторое положительное максимальное значение Iп', выше которого источник питания не может обеспечить тяговую нагрузку, так что при I > /л' тяговая нагрузка должна подпитываться от накопителя;

- 1ц 0 (при 1 < 0 накопитель включается на заряд током рекуперации).

Указанный принцип управления для целей практического использования необходимо преобразовав ик, чтобы включение накопители и переключение его режимов осуществлялось в функции напряжения и . Эта вдея рассмотрена ниже применительно к случаю, когда накопитель установлен на тяговой подстанции и подключен к ее фидерам. При этом току 1П' соответствует напряжение 17п', так что накопитель может включаться на отдачу энергии при иф <ип'. Включение накопителя на заряд осуществляется при IIф >11 п".

Дополнительно в процессе заряда рекомендуется контролировать направление тока в фидере. Таким образом условие Ыф >ил" использовано только для начального включения накопителя в режим заряда. Далее проверяется 1Ф = 0 и 1рек > 0; заряд накопителя продолжается только при выполнении этого условия. Заряд прекращается при 1Ф> 0 или при / < 0.

Эффективность той или иной стратегии управления определяется путем моделирования, причем в режиме реального времени этот процесс может сочетаться с оперативным управлением, для чего в системе управления накопителем должно быть предусмотрено микропроцессорное устройство, а соответствующая система должна реализовать принципы самообучения и адаптации. Эта задача превращается в классическую задачу общей теории управления, решаемую в условиях неопределенности с постепенным накоплением и осмыслением информации об объекте управления.

Введено понятие качества использования накопителя; критерием качества должно быть выполнение следующих условий:

- накопитель поглощает всю избыточную энергию рекуперации;

- кроме этого накопитель ограничивает потребляемый ток на уровне 1П'.

Рис. 20. Управление накопителем энергии

_разряд

ТЯГА

РЕКУПЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

заряд накопителя

Рис. 21. Связь режимов накопителя с током электропоезда.

Если график движения поездов считать фиксированным (независимо от того, есть в системе накопитель или нет), то выполнение указанных условий определяется выбором параметров: энергоемкость накопителя Э ; уровень /я\ Минимальная энергоемкость накопителя соответствует максимальному значению интеграла

'г

Этт = рек и ск ; путем статистического моделирования можно найти такое значение 1Пчтобы любое превышение тока над 1П' было скомпенсировано накопителем. Если это значение Э получается слишком большим, то нужно увеличить энергоемкость накопителя Э. Данное решение задачи соответствует предельной энергоемкости Эопт . Если её уменьшать, то появляется избыточная энергия реку-

/

перации и (или) «¡скомпенсированные пики / > 1п'.

В главе 6 рассмотрена методика имитационного моделирования работы электрической железной дороги (на примере метрополитена с однотипными поездами и параллельным графиком движения при интервале попутного следования И=60-120 с). В основу положены классические положения по расчету систем электрической тяги (профессора Марквардт К.Г., Марквардт Г.Г., Розенфельд В.Е., Кисляков В.А., Пупынин В Н.), а также конкретные рекомендации по компьютерному моделированию метрополитенов, содержащиеся в работах к.т.н. Быкова Е.И., Шиловской Р.В., Тимченко Е.А., Андреева В.В. Предусмотрено моделирование вариантов по табл. 3, причем блоки моделирующей программы дают возможность имитировать электропоезда разных типов (с реостатным или безрсостатным пуском, рекуперативным, рекупсративно-реостатным или только реостатным торможением); предусмотрены различные алгоритмы управления входом в рекуперацию: одноразовая попытка с последующим переходом в реостатное торможение или непрерывно-следящий режим для перехода в рекуперацию в процессе торможения при появлении такой возможности. Предусмотрены различные варианты управления инверторными и накопительными подстанциями. Задание случайных компонентов (время стоянки поезда на станции, заполнение поездов пассажирами, отклонение поездов от графика и т.д.) осуществляется при помощи датчиков случайных чисел с нормальным, логарифмически нормальным или равномерным распределением. Схема замещения системы с подвижными тяговыми нагрузками (ЭПС) для расчетов по методу контурных токов и узловых потенциалов (рис. 22) базируется на предположении о постоянстве погонного сопротивления тяговой сети по длине линии. Размещение тяговых и накопительных подстанций (ТП и АП) является фиксированным, причем в общем случае их положения могут не совпадать. Тяговые и тормозные расчеты реализуются путем численного интегрирования уравнений движения поезда по методу Симпсо-на с автоматическим контролем шага. В качестве режима движения поездов принята 3-фазная диаграмма «разгон-выбег-торможение».

Глава 7 содержит результаты имитационного моделирования на примере линии метро протяженностью 21,5 км с 20ю станциями при уклонах до 16%о. Электропоезда приняты 6-вагонные с механической частью и тяговыми электродвигателями по типу Е, И и «Яуза», алгоритмы управления рекуперацией на поезде: одноразовая попытка (вариант Я) или следящий (вариант О) с возможностью частичной отдачи энергии. Тяговая сеть принята с погонным сопротивлением 0,0267 Ом/км, трансформаторно-выпрямительные агрегаты имеют внутреннее сопротивление 0,01107 Ом, инверторно-трансформаторные 0,0129 Ом (КПД=0,98). Накопительная подстанция имеет энергоемкость 58,12 МДж, коэффициент возврата для разных типов накопителей принят в пределах 0,70-0,98. За базовый принят вариант инерционного накопителя, содержащего маховик с электромашиной постоянного тока независимого возбуждения. Ее якорная обмотка подключена к фидерам подстанций; ее регулирование осуществляют током возбуждения, изменяя поток Ф. Пределы изменения частоты вращения маховика 251-754 рад/с. Возможны алгоритмы управления со стабилизацией магнитного потока или его регу лированием в

Таблица 3

Компьютерные модели для расчета системы электрической тяги постоянного тока

Электропоезда Электропоезда с рекуперативным торможением

без рекуперации Гашение избыточной энергии Инвертирование избыточной энергии Накопление избыточной энергии (НЭ)

На поезде На подстанции Отдельный инвертор Инвертор совмещен с выпрямителем 1 § й £ % а Й й 3 2 5 к 5 ё о. о « 11 " 1 |

Одноразовая попытка вхождения поезда в рекуперацию^ Следящий режим рекуперации <Е> В о &5 Л «8 К я, м се Н о ° о. Л X у

ТП, А", ТПЛ, тп„

• * *

у. У \4

Ч,

и,

эпс, эпс2 эпсм эпск

Рис.22. Расчётная схема системы.

функции частоты вращения по линейному или гиперболическому закону. Усреднение осуществлялось по периодам моделирования не менее 50 мин., что позволило определить экстремальные значения исследуемых параметров и их статистические характеристики. По результатам моделирования установлены ожидаемые значения экономии электроэнергии (до 15-25% на типичных участках, характерных для

метрополитенов России), причем не менее 4/5 этой экономии получено за счет реку перации, а остальное - за счет сглаживания неравномерности потребления.

Глава 8 содержит методику статистической обработки результатов имитационного моделирования. Параметры случайных функций, обладающих свойствами стационарности и эргодичности, представляют в форме распределений плотности вероятности. При этом получается удобное и наглядное представление о загрузке агрегатов тяговых подстанций, накопителей энергии, уровнях напряжения на токоприемниках поездов. Важным показателем является частота появления экстремальных значений мощности, поскольку мощность существенно влияет на стоимость агрегатов подстанций и, особенно на выбор накопителя. Получены гистограммы, характеризующие работу накопителя в моделируемой системе. Энергоемкость накопителя ] 1 кВт-ч будет вполне достаточной в 96,4% всех случаев приема энергии, а максимальная отдача в цикле не превышает 13 кВт-ч. Таким образом, данные моделирования позволяют существенно снизить первоначальные требования к накопителю по сравнению с исходным критерием обеспечения приема энергии двух одновременно затормаживаемых поездов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Электрическая тяга характеризуется значительной неравномерностью потребления электроэнергии от источника электропитания, что ведет к увеличению потерь электроэнергии и к необходимости предусматривать значительный запас по мощности для тяговых подстанций и по сечению проводов тяговой сети. Наиболее существенно эти особенности сказываются в пригородном сообщении и в метро, где неравномерность потребления электроэнергии ведет к росту установленной мощности электрооборудования в системе электроснабжения на 40-65% и к увеличению потерь электроэнергии в 2,5-3,5 раза.

2. Указанны недостатки усугубляются при внедрении на электропоездах рекуперативного торможения, причем возврат электроэнергии в тяговую сеть мог бы составить до 15-25% от ее потребления, но возможности потребления этой энергии другими поездами, находящимися в данной фидерной зоне, обычно составляют не более 60-70% для пригородного сообщения в условиях многопутных линий Московского узла и не более 15-20% для Московского метрополитена даже в периоды наиболее интенсивного движения поездов.

3.Для оценки неравномерности потребления электроэнергии из первичной энергосистемы предложен критерий, который базируется на предположении о том, что кривая потребления тока (мощности) является случайной функцией, обладающей свойствами стационарности и эргодичности, что позволяет для ее интегральной характеристики использовать коэффициент формы, широко применяемый в электротехнике для оценки отклонений периодических функций тока и напряжения от синусоидальной формы. В данном случае применение коэффициента формы вполне соответствует основным понятиям теоретических основ электротехники, где этот коэффициент напрямую увязан с расчетом потерь энергии. Выполнены конкретные расчеты значений коэффициента формы для разных режимов работы электроподвижного состава и показано, что для

электропоездов пригородного сообщения и метро эти значения являются столь значительными, что вполне обоснованным является постановка вопроса о сглаживании неравномерности потребления мощности.

4. Возможные решения по обеспечению нормального функционирования электрической тяги в условиях пригородного сообщения и особенно метро при введении в эксплуатацию электропоездов с рекуперативным торможением заключаются в реализации одного из двух вариантов: установка на тяговых подстанциях инвергорных агрегатов и установка накопителей энергии. Инверторные агрегаты решают только проблему использования избыточной энергии рекуперации, а накопители энергии решают эту же проблему с более высоким коэффициентом полезного действия и одновременно обеспечивают сглаживание неравномерности потребления электроэнергии и соответственно снижение потерь в системе электроснабжения. Исходя из этого, в качестве перспективного технического решения рекомендована установка накопителей энергии. Конкретно для условий метрополитенов из трех возможных вариантов установки накопителей (на поезде, в середине фидерной зоны и на фидере подстанций) рекомендован последний вариант. Рекомендованы конкретные типы накопителей энергии для установки на тяговых подстанциях.

5. Расчет параметров накопителя энергии рекомендуется проводить методом имитационного моделирования с учетом случайных параметров графика движения поездов в условиях коротких перегонов. При этом для конкретного перегона случайными параметрами, задаваемыми посредством статистических распределений, являются скорость перехода на выбег, скорость начала торможения, время стоянки на станции, причем первые два параметра являются тесно коррелированными. Случайным параметром является также сдвиг по фазе между моментами прибытия на станцию электропоездов нечетного и четного направлений; он подчиняется закону равномерного статистического распределения в интервале возможных сдвигов по фазе 0-360°.

6. Результат имитационного .моделирования целесообразно представлять в виде распределения плотности вероятностей избыточной энергии рекуперации за период приема-отправления пары поездов по станции метро. Предельно возможная энергия, которую должен принять накопитель, соответствует ситуации одновременного подхода к станции четного и нечетного поездов с максимальной скоростью начала торможения, но вероятность этой ситуации в метро не превышает 0,05-0,09. Поэтому энергоемкость накопителя должна быть принята на уровне экономически целесообразного значения, которое получается по предложенному в работе метод имитационного моделирования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

[1] Павелчик М. Моделирование системы тягового -электроснабжения с пакопитслями энергии. И Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием «На рубеже века: итоги и перспективы» ВЭЛК-99. Москва 1999. Тезисы, с. 291-292.

[2] Феоктистов В.П., Павелчик М. Повышение тягово-энергетической эффективности транспортных систем при помощи накопителей энергии. // «Транспорт: паука, техника, управление», изд. ВИНИТИРАН№ 12, 1999, с. 21-26.

[3] Папелчик М. Улучшение режима энергопотребления в метрополитене за счет применения накопителей энергии. // II Международная научно-техническая конференция

«Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорт» Москва 1996. Тезисы докладов, том 1, с. 123.

[4] Паке. 1чик М. Улучшение характеристик системы электрической тяга применением пакотпс:1сИ энергии. И VI Международная научно-техническая конференция ((Проблемы развигия локомогивосгроения». Москва 1996. Тезисы докладов, с. 101.

[5] Павелчик М. Улучшение качества элеирической энергии в тяговых сетях постоянною тока применением накопителей энергии. И Первый Международный Симпозиум «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте». Москва 1997. Сборник трудов, с. 114-117.

[6] Павелчик М. Экономия электроэнергии в электрической тяге при применении накопителей энергии. // Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» Москва 1998, с. I V.6-7,

|7] Павелчик М. Повышение энергетической эффективности моторвагонного электроподвижного состава в условиях пригородного сообщения и метро. // Научно-техническая конференция «Подвижной состав 21 века (Идеи, требования, просты)». Санкт-Петербург 1999. Тезисы докладов, с. 60-61.

[8] Паиелчик М. Повышение экономической эффективности электрической тяги путем применения накопителей энергии. // Научно-практическая конференция «Современные проблемы экономики и управления на железнодорожном транспорте». Тезисы докладов. Москва, 1999, с. III-13 -III-U.

[9] Паиелчик М. Энергосбережение на железнодорожном транспорте как комплексная экономико-техническая проблема. И Научно-практическая конференция «Современные проблемы экономики и управления на железнодорожном транспорте». Тезисы докладов. Москва, 1999, с. Ill-13.

[10] Павелчик М. Проблема энергосбережения в метрополитенах и пути ей решения. // Вторая Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». Труды, книга I, Москва 1999, с. IV-35 - 37.

[11] Павелчик М. Влияние неравномерности потребления энергии элекгроподвижным составом на потери энергии в системе электроснабжения. // Второй Международный Симпозиум «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте». Москва 2000. Сборник трудов, с. 40-43.

[12] Паиелчик М. Сглаживание неравномерности потребления электроэнергии в энергосистемах при помощи накопителей энергии а определение параметров накопителей. // Второй Международный Симпозиум «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодорожном транспорте». Москва 2000. Сборник трудов, с. 63-66.

[13] Павелчик М. Обеспечение экономической эффективности систем пригородного сообщения и метрополитенов путем применения рекуперативного торможения. // Вторая сетевая научно-практическая конференция «Современные проблемы экономики и управления на железнодорожном транспорте» Москва 2000. Труды, с. IV-12 -IV-13.

[14] Павелчик М- Оценка" дополнительных потерь энергии в системе тягового энергоснабжения и возможности их минимизации или полного исключения. И Третья научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» Москва 200О. Сборник трудов.

[15] Павелчик М. Улучшение экологии метрополитенов при переходе на рекуперативное торможение электропоездов. // Вторая научно-техническая конференция «Безопасность движения поездов» Москва 2000. Сборник трудов, книга II, с. VII 14-15.

[16] Feoktistov V.P., Pawelczyk М Optymalizacja systemu zasilania trakeji elektiycznej poprzez zastosowanie zasobników energii. // II Krajowe Sympozjum „Komputeroive Systemy Wspomagania Prac Iniynierskich w Przemysle i Transporcie". Zakopane 1998, s. 118-131.

[17] Fcoktlstov V.P., Pawelczyk M. Ocena przydatnosci zasobników encrgii w systemach zasilania trakcji elektiycznej. // IV Konferencja „Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemyslu i Transportu „Transcomp". Zakopane 2000, s. 145-152.

[18] Pawclczyk M. Wybrane problemy badawcze energetyki w^zla transportowego pracuj^cego w systemie wielozródlowym z akumulacji energii. // Materialy Krajowej Konferencji „Semtrak -86". Kraków - Janowice 1986, ss. 62-66

[ 19] Paw elczyk M. Základné problémy akumulácie energie rekuperovanej do trakéného vedenia. // Zbornik referatov 8. Vedeckej konferencie VSDS, subsekcia 3.2, Zilina 1988, ss. 45 - 48.

[20] Pawelczyk M. Zastosowanie cykli reprezcntatywnych do analizy energetycznej pracv elektrycznego zespohx trakcyjnego w rochu podmiejskim. II Material}' IV Konferencji Naukovvej .JEIektrotechnika, Elektronika i Automatyka vv Transporcie", „SEMTRAK ,88" Zakopane 1988, Cz?sc IV: Zasilanie Trakcji Elektiycznej, ss. 31 - 36.

[21] Pawclczyk M. Bilans energetyczny elektiycznego zespolu trakcyjnego wspólpracujqcego poprzez siec trakcyjn^ z podstacjii akumulacyjnq. // Zeszyty Naukowe Politechniki Poznanskiej, seria Maszyny Robocze i Pojazdy, zeszyt 31. Poznan Wydawnictwo Politeclmiki Poznaitskky 1988, ss. 25 - 36.

[22] Pawelczyk M. System zasilania trakcji elektiycznej z akumulacji energii. // Materialy Konferencji Naukowej ^ozwój Systemów i Srodków \v Transporcie" TRANSSYSTF.M 89. Warszawa 1989, Sekcja E, ss. 111 - 114.

[23] Pawclczyk M. Surplus Regenerative Energy Storage in the Railway Suburb Transport. // Научна сесиа «30 годили Катедра Электрически транспорт». София 1990.

[24] Pawelczyk М. Algoiytm sterowania ukladu akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji z maszynq elektrycznq pr^du stalego. II Zbiór referatów VIII Konferencji Naukowej .Pojazdy Szynovve" Warszawa - Jachranka 1990, ss. 212-217.

[25] Pawelczyk M. Badania symulacyjne ukladu akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji z maszynq elektryczn^ pr^du przemiennego. // Zbiór referatów VIII Konferencji Naukowej ..Pojazdy Szynowe". Warszawa - Jachranka 1990, ss. 218 - 226.

[26] Praca badawcza realizowana w ramach Centralnego Programu Badañ Podstawowych CPBP 02.19 "Podstawy Rozwoju Systemów i árodków Transportouych". Temat 02.19.05.04 ,.Elektro-energetyka w^zla transportowego pracuj^cego w systemie wielozródlowym z akumulacji energii". WSI Radom, etap I - 1986, etap II - 1987, etap III - 1988, etap IV - 1989, etap V - 1990. Kierownik pracy: dr in/. Marek Pawelczyk.

[27] Pawelczyk M. Wplyw spadków na pipe w sieci trakcyjnej na sprawnosci energetyczne elementów svstemu trakcji elektrycznej. // Zeszyty Naukowe WSI Radom, seria Transport, nr 8. Radom 1991,'ss. 105- 138.

[28] Pawelczyk M. Badania symulacyjne ukladów odbiom chwilowych nadwylek energii rekuperowanej do sieci trakcyjnej. // Trakcja elektryczna. Wybrane problemy. Monografía 137. Politechnika Krakowska. (Materialy V Konferencji Naukowej SEMTRAK ,92). Kraków 1992, ss. 35 - 42.

[29] Pawelczyk M. Badania symulacyjne podstacji akumulacyjnych gromadzqcych chwilowe nadwyzki energii rekuperowanej do sieci trakcyjnej. II Materialy Mi^dzynarodowej Konferencji Naukowej ,Badania modelowe i symulacyjne w trakcji elektiycznej". Warszawa - Jachranka 1993, ss. 291 - 304.

[30] Praca badawcza „Metody i srodki akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji w transporcie szynowym." WSI w Radomiu. Etapl - 1991, etap II - 1992, etap III - 1993. Nr tematu 1137/01/P. Zleceniodawca: WSI w Radomiu / KBN Warszawa. Kieruj^cy pracq: dr inz. Marek Pawelczyk.

[31] Pawelczyk M. Elektromechaniczny uklad akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji w podmiejskim transporcie szynowym. // Referat w materialach Konferencji 'Pojazdy Szynowe' Kraków-Szczawnica 1995.

т

[32] Praca badawcza „Akumulacja nadmiarouej energii rekupcracji w podmiejskim transporcic szyTiouym". WSI vv Radomiu - etap I - 1994, etap II - 1995. № tematu 1137/01/P. Zleceniodavica WS1 w Radomiu. Kienij^cy pracq: dr inz. Marek Pawelczyk.

[33] Pawelczyk M. Energochlonnosc szynowego transportu podmiejskiego pr/y uwzglfdnieniu parainetröw technicznych linii i taboru. // Material}' Mifdzynarodowej Konferencji Specjalistycznej ,.Transpoit'97". Ostrava - Katowice 1997, str. 274-280.

[34] Pawelrayk M. Obm/eme energochlonnosci trans.portu szynowego poprzez odbiör nadmi-arowej energii rekupcracji w pasaierskini transporcie szynowym. // Materiaiy Konferencji „Pojazd a Srodowisko". Radom 1997,

[35] Pawelczyk JVI. Simulation Study of Energy Consumption of Metro Vehicles. // 3Id International Conference «Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction». Warszawa 1997, pp. 69-74.

[36] Praca badawcza „System rekuperacji zawierajqcy urzijdzenia do jej akumulacji". Politech-nika Radomska - etap I - 1996, etap II - 1997, etap III - 1998. Nr tematu 1450/01/B. Zlecenio-dawca: Politechnika Radomska. Kieruj^cy prac^: dr inz. Marek Pawelczyk.

[37] Pawclezyk M. Some Results of the Tube Line Supply System Simulation. // Zbornik prednäsok XIV Medzinärodnej konferencie „Süiasne problemy v koFajovych vozidläch". Zilina 1999, diel II, s. 25-31.

[38] Praca badawcza „EnergooszczQdny system zasilania linii metra". Politechnika Radomska -etap I - 1999. Zleceniodawca: Politechnika Radomska. Kieruj^cy prac^: dr in2. Marek Pawelczyk.

ПАВЕЛЧИК Марек

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПРИ ПОМОЩИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ

Специальности: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы,

включая их управление и регулирование 0s.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

Подписано в печать Н,<200Г) Формат бумаги 60x9\)1/1:,

Усл. печ. л. 3,0 Тираж 1С0 экз

Заказ Я Ь '/_

¡01475, ул. Образцова, 15. Типография МИИТа

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ

1.1 Общая характеристика проблематики электрической тяги

1.2 Влияние неравномерности потребления энергии в электрической тяге на электроэнергетические и экономические показатели

1.3 Аналитический обзор по применению накопителей энергии в электроэнергетике и на транспорте

1.4 Постановка задачи и цель исследования

2. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ И ОЦЕНКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ ОТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

2.1 Типичные диаграммы потребления мощности поездом в системе электрической тяги

2.2 Неравномерность загрузки тяговой сети, подстанций, первичной энергосистемы

2.3 Количественная оценка неравномерности потребления мощности и эффективности сглаживания ее при помощи накопителей энергии

2.4 Влияние режима рекуперации на неравномерность энергопотребления и на дополнительные потери

3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ ОТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

3.1 Общие положения

3.2 Методика электротехнического расчета условных потерь

3.3 Практические расчеты и внедрение

4. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ

4.1 Накопители, использующие источники газа

4.2 Электрохимические накопители энергии

4.2.1 Электрохимические генераторы

4.2.2 Электрохимические аккумуляторы

4.2.3 Математическая модель электрохимического накопителя энергии

4.3 Индуктивные накопители энергии

4.3.1 Основные типы ИНЭ

4.3.2 Сверхпроводящие индуктивные накопители энергии

4.4 Емкостные накопители энергии

4.5 Махоеичные накопители энергии

4.5.1 Монолитные маховики

4.5.2 Маховики из композиционных материалов

4.5.3 Пути уменьшения потерь на трение в маховиках

4.6 Характеристика избранных конструкций накопителей энергии большой энергоемкости

4.7 Выбор типа накопителя энергии для его работы в системе электрической тяги

5. ВЫБОР РЕШЕНИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

5.1 Целесообразность применения накопителей энергии

5.2 Влияние места установки накопителя на качество регулирования

5.3 Управление процессом энергообмена в накопителе

5.4 Оценка качества использования накопителя

6. ИМИТАЦИОННАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛИНИЙ МЕТРО

6.1. Допущения, принятые при построении имитационной модели

6.2 Варианты имитационных расчётов

6.3 Схема имитационных расчётов

6.4 Алгоритм блока тяговых расчетов

6.5 Блок-схема алгоритма расчётов

6.6 Принят ый метод тяговых расчётов

6.7 Характеристика главных процедурных блоков тяговых расчётов

6.7.1. Процедурный блок Rozruch (Разгон)

6.7.2. Процедурный блок Wybieg (Выбег)

6.7.3. Процедурный блок Hamowanie (Торможение)

6.7.4. Процедурный блок Postoj (Стоянка)

6.7.5. Генерирование расписания движения поездов

7. ИМИТАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЛИНИИ МЕТРО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ

7.1 Параметры железнодорожной линии

7.2 Параметры электропоездов метро

7.3 Параметры тяговых подстанций 228

7.4 Параметры накопительных подстанций

7.4.1 Предварительная оценка энергоёмкости и мощности накопительной подстанции

7.4.2 Параметры инерционного накопителя энергии

7.4.3 Момент сопротивления вращению маховика

7.4.4 Варианты характеристик накопительных подстанций

7.5. Изменения скорости вращения маховиков

7.6. Результаты имитационного моделирования

8. СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ С НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ

8.1 Оценка достоверности результатов имитационного моделирования и возможности использования этих результатов для статистического моделирования

8.2. Упрощенная оценка статистических показателей работы накопительной подстанции

8.3. Статистические показатели работы накопительной подстанции, основанные на результатах имитационных расчетов

8.4. Статистическое моделирование работы накопительной подстанции

8.4. Корреляционный анализ мощностей приема энергии накопительной подстанции

История развития электрической тяги насчитывает 120 лет; за это время опробованы и отработаны в эксплуатации различные системы электрификации железных дорог - сначала на постоянном токе, потом на переменном токе пониженной частоты и затем на переменном токе промышленной частоты 50 (60) Гц. В большинстве развитых стран мира электрическая тяга выполняет основную долю грузооборота железнодорожного транспорта (в России, Польше, Англии, Германии, Франции, Италии, Японии - до 80-85%).

Функционально область применения электрической тяги на всем периоде ее развития имеет постоянную тенденцию к расширению и охвату новых сфер перевозочной работы на транспорте. На железных дорогах кроме традиционных видов дальнего сообщения - грузового и пассажирского с магистральными электровозами, с самого начала развития электрической тяги она стала широко применяться в пригородном сообщении на базе мотор-вагонных электропоездов.

Кроме того, на железнодорожном транспорте в последние 10-15 лет функционально выделилось высокоскоростное сообщение - преимущественно на базе специальных мотор-вагонных электропоездов или поездов постоянной составности с локомотивами при конструкционной скорости указанного подвижного состава 300-360 км/ч. Обычно для высокоскоростного сообщения используют специально построенные линии, вся инфраструктура которых характеризуется возможностью реализации высоких скоростей и не рассчитана на пропуск обычного подвижного состава. Для таких линий с точки зрения электрических нагрузок характерна импульсная загрузка системы электроснабжения при проходе поезда (обычно мощность около 10 МВт), но ввиду высокой скорости интервалы попутного следования значительны, что обуславливает наличие промежутков холостого хода тяговых подстанций.

Еще один вид пассажирских сообщений на железных дорогах -это региональные перевозки, называемые также местными или межобластными. Они занимают промежуточное положение между дальними и пригородными и характеризуйте расстояниями между остановочными пунктами 12-25 км.

Кроме ж.-д. транспорта электрическая тяга имеет широкое применение на городском электротранспорте (метро, трамвай, троллейбус). Перспективными являются также смешанные и комбинированные системы городского электротранспорта - городские железные дороги, например в Берлине, миниметро, строящееся сейчас в 3-х районах Москвы, метротрамвай, системы типа «город-аэропорт».

В настоящее время в связи со значительным расширением сферы применения электрической тяги и изменением социальных и экономических условий ее работы (повышение тарифов на электроэнергию, дефицит энергоресурсов, ужесточение требований по экологии, обязательность самоокупаемости и доходности) назрел ряд проблем, требующих решения на базе современных технических средств и технологий, т.е. с использованием достижений научно-технического прогресса.

Основной проблемой диссертационного исследования является исключение тех недостатков электрической тяги, которые связаны с неравномерным потреблением электроэнергии электроподвижным составом, а также с обеспечением гарантированной возможности реализации рекуперативного торможения. Решение этой проблемы имеет особое значение для мотор-вагонных электропоездов в условиях метрополитенов и пригородного сообщения, а также для наземного городского электротранспорта. При этом потери энергии из-за неравномерности ее 5 потребления составляют в пригородном сообщении в условиях Московского ж.-д. узла не менее 6 %, а в Московском метрополитене - не менее 8%. Полное использование энергии рекуперативного торможения кроме того, дает снижение энергозатрат в пригородном сообщении на 13-18%, а в метро на 17-22%).

Актуальность диссертационного исследования обусловлена значительными объемами перевозок пассажиров в пригородном сообщении и в метрополитенах, возможностью снижения энергопотребления на 20 - 25 % при внедрении современных систем электрического торможения и сглаживания пиковых нагрузок в тяговом электроснабжении. При этом одновременно имеется возможность снизить установленную мощность электрооборудования тяговых подстанций, первичной электрической сети, а в ряде случаев и тяговой сети.

Степень разработанности проблемы обусловлена ранее выполненными исследованиями по теории и практике систем тягового электроснабжения, особенно работами по математическому моделированию систем электрической тяги. Классические работы этого направления выполнены в период наиболее интенсивного развития системы электрической тяги постоянного тока (профессора Розенфельд В.Е., Марквардт К.Г., Марквардт Г.Г., Абелишвили Н.И., Болдов Н.А., Кисляков В.А., Пупынин В.Н., Мамошин P.P., Пронтарский А.Ф., Котельников А.В., Исаев И.П., Ефремов И.С., Феоктистов В.П. и др.).

Степень разработанности проблемы обусловлена также теоретическими и, в основном практическими разработками по накопителям электроэнергии, которые могли бы быть использованы на транспорте вообще и в системе электрической тяги постоянного тока в частности.

Цель и задачи исследования заключаются в разработке комплексной математической модели для системы электрической тяги постоян6 ного тока с электропоездами, реализующими режим рекуперативного торможения. Указанная имитационная модель должна быть ориентиро: вана на определение интегральных показателей, по которым могла бы быть оценена неравномерность потребления электроэнергии по фидерам тяговых подстанций, а также на определение размеров избыточной энергии рекуперации, которая не потребляется электропоездами, работающими в тяговом режиме. Одна из главных задач исследования заключается также в том, чтобы найти и обосновать принципиальные решения по устранению недостатков применяемых в метро и пригородном сообщении систем электрической тяги постоянного тока, причем эти решения связаны с установкой накопителей энергии, способных сгладить неравномерность потребления электроэнергии из первичной энергосистемы (экономически целесообразную степень сглаживания предполагается определить в процессе исследования) и полностью принять всю избыточную энергию рекуперации.

Объект диссертационного исследования - это применяемая в пригородном сообщении и метрополитенах система электрической тяги постоянного тока с электропоездами, работающими в циклическом режиме с непрерывно чередующимися фазами разгона, выбега, рекуперативного торможения, остановки. Конкретное исполнение электрической части электропоездов не имеет принципиального значения - это могут быть классические электропоезда с тяговыми двигателями постоянного тока (при контакторно-реостатном или импульсном регулировании) или поезда нового поколения с асинхронными тяговыми двигателями и ин-верторными преобразователями, но конкретное исполнение электропоезда учитывается в модели. Рассматриваемая система электрической тяги исследуется сначала в ее классическом виде, т.е. с тяговыми подстанциями, которые имеют только трансформаторно-выпрямительные агрегаты, а потом при усовершенствовании ее путем применения 7 инверторных агрегатов или накопителей энергии.

Объектом исследования являются также накопители энергии, вво: димые в систему электрической тяги постоянного тока для обеспечения следующего эффекта:

• сглаживание неравномерности энергопотребления и, в первую очередь, срезание пиковых нагрузок, например при одновременном пуске нескольких электропоездов в фидерной зоне одной тяговой подстанции;

• прием избыточной энергии рекуперации с последующим ее возвратом электропоезду при пуске.

Предмет исследования составляют вероятностно-статистические модели, позволяющие оценить работу системы электрической тяги на основе исходных статистических распределений вероятностей, характеризующих режимы движения электропоездов на конкретных участках в заранее заданном графике движения. Эти модели должны обеспечить выполнение расчетов по применению средств сглаживания неравномерности потребления электроэнергии, т.е. накопителей энергии, оптимизацию их параметров.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют методы имитационного моделирования комплексной системы электрической тяги постоянного тока при учете применения технических средств, обеспечивающих рекуперативное торможение с полным использованием возвращаемой в тяговую сеть электроэнергии и сглаживание пиков энергопотребления. Методология выбора типов и параметров накопителей электроэнергии для конкретного применения в электрической тяге постоянного тока базируется на вероятностно-статистическом анализе кривой тока на фидерах тяговой подстанции в функции времени, а также на технико-экономическом сравнении имеющихся 8 разработок по накопителям энергии (маховичные, индуктивные, конденсаторные, электрохимические и др.).

Методы исследования включают имитационные моделирование на ЭВМ с элементами статистического моделирования, вероятностно-статистический анализ на базе распределений вероятностей, обобщенную оценку параметров случайных функций по интегралам их отклонений от средних значений.

При разработке алгоритмов управления накопителями энергии использованы также методы теории автоматического управления, в том числе оптимального управления в технических системах.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

• обоснована методика построения комплексной математической модели для анализа процессов энергопотребления в системе электрической тяги постоянного тока при использовании исходных статистических характеристик, отображающих реальные режимы движения электропоездов, причем соответствующие зависимости в системе координат «время - путь - электрический ток - скорость» рассматриваются как случайные функции, обладающие априорно свойствами стационарности и эргодичности;

• предложена методика определения основных параметров накопителя энергии по результатам моделирования энергетических процессов в системе электрической тяги с применением критерия полного поглощения накопителем избыточной энергии рекуперации с последующим ее возвратом электропоезду, причем методика позволяет определить такие параметры накопителя как энергоемкость, мощность в режимах приема-отдачи энергии, длительность цикла «прием-отдача энергии», потери энергии в накопителе;

• обоснована методика расчета дополнительных потерь энергии в системе тягового электроснабжения, имеющих место по причине неравномерности потребления тока электропоездом, введены вероятностные критерии для оценки этой неравномерности, предложена методика количественной оценки указанной неравномерности для случая применения накопителей энергии при разных схемах их подключения к системе, включая варианты применения бортовых и стационарных накопителей.

Практическое значение диссертации состоит в том, что обоснованы предложения по применению накопителей электроэнергии, подключаемых к фидерам тяговых подстанций, что позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели существующей системы электрической тяги постоянного тока в условиях метрополитенов и пригородного сообщения. В частности, за счет сглаживания пиков потребления электроэнергии снижается установленная мощность тяговых подстанций и сечение линий первичного электроснабжения, обеспечивается полное использование энергии рекуперативного торможения. Для практического использования рекомендованы конкретные типы накопителей электроэнергии, обоснованы их технические параметры и алгоритмы управления процессами приема-отдачи энергии.

Эмпирическую базу диссертации составляет система имитационного моделирования процессов движения поездов по заданным статистическим характеристикам, что позволяет реализовать любые режимы работы системы электрической тяги с вычислением интегральных показателей функционирования.

Практическая апробация выполнена применительно к конкретным условиям движения электропоездов Московского метрополитена и Московского железнодорожного узла. Полученные при этом результаты использованы для формулирования конкретных предложений по установке накопителей энергии, расчета их параметров, выбора типов" Апробация работы выполнена также путем доклада и обсуждения основных ее положений на научных конференциях и семинарах в России и Польше, путем обсуждения диссертации на заседаниях кафедры «Электрическая тяга» МШТГа с участием специалистов кафедр «Энергоснабжение железных дорог» и «Локомотивы и локомотивное хозяйство» МИИТа и кафедры «Электрический транспорт» МЭИ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, списка литературы, заключения и приложений - всего 451 стр., (106 стр. приложений), 17 таблиц, 150 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Электрическая тяга характеризуется значительной неравномерностью потребления электроэнергии от источника электропитания, что ведет к увеличению потерь электроэнергии, а также к необходимости предусматривать значительный запас по установленной мощности тяговых подстанций и по сечению проводов тяговой сети. Наиболее существенно эти недостатки сказываются в пригородном сообщении и в метро, где неравномерность потребления электроэнергии ведет к росту установленной мощности электрооборудования в системе электроснабжения на 40-65% и к увеличению потерь электроэнергии в 2,5-3,5 раза.

2. Указанные недостатки усугубляются при внедрении на электропоездах рекуперативного торможения, причем возврат электроэнергии в тяговую сеть мог бы составить до 15-25 % от ее потребления, но возможности потребления этой энергии другими поездами, находящимися в данной фидерной зоне, обычно составляют не более 60-70% для пригородного сообщения в условиях двухпутных и многопутных линий Московского узла и не более 15-20 % для Московского метрополитена в периоды наиболее интенсивного движения поездов.

3. Для оценки неравномерности потребления электроэнергии из первичной энергосистемы предложен критерий, который базируется на предположении о том, что кривая потребления тока (мощности) является случайной функцией, обладающей свойствами стационарности и эргодичности, что позволяет для ее интегральной характеристики использовать коэффициент формы, широко применяемый в электротехнике для оценки отклонений несинусоидальных периодических функций электрического тока и напряжения от синусоидальной формы. В данном случае применение коэффициента формы вполне соответствует основным понятиям теоретических основ электротехники, где этот коэффициент напрямую увязан с расчетом потерь энергии. Выполнены конкретные расчеты значений коэффициента формы для разных режимов работы электроподвижного состава различного назначения и показано, что для электропоездов пригородного сообщения и метро эти значения являются столь значительными, что постановка вопроса о сглаживании неравномерности потребления мощности вполне правомерна и реализация такого сглаживания обеспечит снижение потерь электроэнергии и позволит уменьшить установленную мощность электрооборудования в системе электроснабжения.

4. Возможные решения по обеспечению нормального функционирования электрической тяги в условиях пригородного сообщения и особенно метро заключаются в реализации одного из двух вариантов: -установка на тяговых подстанциях инверторных агрегатов или установка накопителей энергии. Инверторные агрегаты решают только проблему использования избыточной энергии рекуперации, а накопители энергии решают эту же проблему с более высоким коэффициентом полезного действия и одновременно обеспечивают сглаживание неравномерности потребления электроэнергии и соответственно снижение потерь в системе электроснабжения. Исходя из этого, в качестве перспективного технического решения рекомендована установка накопителей энергии. Конкретно для условий метрополитенов из трех возможных вариантов установки накопителей (на борту поезда, в середине фидерной зоны и на фидерах подстанции) рекомендован последний вариант.

5. Расчет параметров накопителя энергии рекомендуется проводить методом имитационного моделирования на основе предложенной в диссертации математической модели электрической железной дороги с учетом случайных параметров графика движения поездов в условиях коротких перегонов. При этом для конкретного перегона случайными параметрами, задаваемыми посредством статистических рас пределений, нормального или логарифмически нормального вида яв-параметры диаграммы движения ипоезда «скорость - время» и «ток -время», а именно: значение пускового тока вагона (задается автоматически авторежимным устройством); скорость перехода на выбег; время выбега; скорость начала торможения; значение тока рекуперации (соответствует значению пускового тока); время стоянки на станции.

Скорость перехода на выбег и скорость начала торможения, являются тесно коррелированными. Случайным параметром является также сдвиг по фазе между моментами прибытия на станцию электропоездов четного и нечетного направлений, который подчиняется закону равномерного статистического распределения в интервале возможных сдвигов по фазе в пределах величины интервала попутного следования.

6. Результат имитационного моделирования целесообразно представлять в виде распределения плотности вероятностей избыточной энергии рекуперации за период приема-отправления пары поездов по станции метро. Предельно возможная энергия, которую должен принять накопитель, соответствует ситуации одновременного подхода к станции четного и нечетного поездов с максимальной скоростью начала торможения, но вероятность этой ситуации в метро не превышает 0,05-0,09. Поэтому энергоемкость накопителя должна быть при-, нята на уровне экономически целесообразного значения, которое получается по предложенному в работе методу имитационного моделирования.

7. Наиболее перспективными типами накопителей энергии для метрополитенов и линий с интенсивным пригородным движением (энергоемкость 25 кВт-ч) являются статичес4кие накопители, к которым относятся сверпроводниковый индуктивный накопитель электроэнергии (СПИНЭ) и накопитель на конденсаторах молекулярного типа (суперконденсаторы). Они имеют массу соответственно 8 - 12 т и коэффициент возврата энергии не менее 0,98. Могут быть также использованы инерционные электромеханические накопители; их масса при той же энергоемкости составит 4 - 5 т , при коэффициенте возврата около 0,74

1. Авруцкий В.А. и др. Накопители энергии и их применение. Москва МЭИ, 1982, 77 с.

2. Акимов Н.Н., Ващуков Е.П., Прохоренко В.А., Ходоренок Ю.П.

3. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. Минск Беларусь 1994, 590 с.

4. Анисимов В.М. Технико-экономическая эффективность использования электрохимических генераторов на Железнодорожном транспорте // Вестник ВНИИЖТ 1982, № 7, с. 52-55.

5. Араччиге К.У. Оптимизация размещения накопителей энергии в электрической тяге. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель д.т.н., профессор В.А. Строев. Москва, МЭИ 2000, 20 с.

6. Аржанников Б.А. Совершенствование системы электроснабжения постоянного тока на основе автоматического регулирования напряжения тяговых подстанций. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, МИИТ 1991, 46 с.

7. А.с. 653455 (СССР). Маховик / Г. К. Овчаренко. Опубл. В Б. И., 1979, № 11.

8. А.с. 735850 (СССР). Маховик / Н. Ф. Свириденко, В. И. Кузнецов, В. Г. Дорофеев, А. Ф. Данчул. Опубл. в Б. И., 1980, № 19.

9. Астахов Ю.Н. и др. Накопители энергии в электрических системах. Москва Высшая школа 1989.

10. Астахов Ю.Н. и др. Применение накопителей энергии для повышения эффективности энергоснабжения. Москва МЭИ, 1985, 71 с.

11. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Сумин А.Г., Гергазарян А.Г. Возможности транспорта электрической энергии с помощью линейных накопителей энергии. Труды МЭИ, 1983, вып. 619.

12. Бабич В.М. Повышение энергетической эффективности электровозов. Омск, РИО ОмГАПС 1995, 111 с.

13. Бабичков A.M., Егорченко В.Ф. Тяговые расчёты. Москва Государственное транспортное железнодорожное изд., 1952, 332 с.

14. Баранов JI.A. (ред.) Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава. Москва Транспорт 1990, 272 с.

15. Бертинов А.И., Бут Д.А., Мизюрин С.З. и др. Специальные электрические машины. Москва Энергоиздат 1984.

16. Бостик У., Ноарди В., Цукер О. (ред.) Накопление и коммутация энергии больших плотностей. Москва Мир 1979, 474 с.

17. Брехна Г. Сверпроводящие магнитные системы. Москва Мир 1976.

18. Будник B.C. (ред.) Инерционные механические энергоаккумулиру-ющие системы. Киев Наукова думка 1986, 175 с.

19. Бут Д.А. (ред.), Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р., Васюкевич П.В.

20. Накопители энергии. Москва Энергоатомиздат 1991, 398 с.

21. Бут Д.А. Индуктивные накопители энергии // Электричество, 1987, № 10, с. 14-24.

22. Бут Д.А. Анализ и расчет вентильных генераторов // Электричество, 1987, №7.

23. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. Москва Высшая школа 1990.

24. Быков Е.И. (ред.) Электроснабжение метрополитенов. Устройство, эксплуатация и проектирование. Москва Транспорт 1977.

25. Вентцель А.Д. Теория вероятности. Москва Наука 1964, 276 с.

26. Вентцель А.Д. Курс теории случайных процессов. Москва Наука. Фитматлит 1996, 399 с.

27. Гаврилов Я.И., Мнацаканов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. Москва Транспорт 1986, 229 с.

28. Гальчук Ф.З., Дружинин А.С., Кучинский В.Г., Ларионов Б.А.

29. Некоторые вопросы активного экранирования накопителей цилиндрической геометрии // Доклады II Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Т. III, Ленинград НИИЭФА, 1982.

30. Гаркунов Д.Н. (ред.) Избирательный перенос в тяжелонагруженых узлах трения. Москва Машиностроение 1982.

31. Глебов И.А., Каширский Э.Г., Рутберг Ф.Г. Синхронные генераторы кратковременного и ударного действия. Ленинград Наука 1985.

32. Глухих В.А., Гусев О.А., Костенко А.И. и др. Импульсные источники энергии на основе индуктивных накопителей. Препринт Б-0299: Ленинград НИИЭФА, 1976.

33. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. Москва Наука 1988, 446 с.

34. Гренандер У., Фрайбергер В. Краткий курс вычислительной вероятности и статистики (перевод с англ.). Москва Наука 1978, 191 с.

35. Гулиа Н.В. Динамическое аккумулирование и рекуперирование механической энергии для целей транспорта: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва 1973, 48 с.

36. Гулиа Н.В. Инерционные аккумуляторы энергии. Воронеж Издательство Воронежского университета 1973, 237 с.

37. Гулиа Н.В. Инерционные двигатели для автомобилей. Москва Транспорт 1974, 62 с.

38. Гулиа Н.В. Накопители энергии. Москва Наука 1980,150 с.

39. Гулиа Н.В. Маховичные двигатели. Москва. Машиностроение 1976, 162 с.

40. Гулиа Н.В. Инерция. Москва. Наука 1982.

41. Гулиа Н.В.,Очан М.Ю. К теории намотки роторов. // Механика машин, 1978, вып. 53, с. 43 50.

42. Джента Д. Накопление кинетической энергии: Теория и практика современных маховичных систем. Москва Мир 1988 428 с.

43. Добровольская Э.М. Вагоны метрополитена типов Е и ЕжЗ. Устройство и обслуживание. Москва Информационно-издательский центр «ТИМР» 1996, 365 с.

44. Дорофеев В.Г., Свириденко Н.Ф., Данчул А.Ф. О выборе оптимальных проектных параметров маховичной энергосистемы летательного аппарата. // Самолетостроение. Техника воздушного флота, 1979, вып. 46, с. 9-13.

45. Евзеров И.Х., Фейгельман И.И., Ткаченко А.А. Конструирование мощных тиристорных электроприводов. Москва Энергоатомиздат 1992,286 с.

46. Егоров С.А., Костенко А.И. К применению системы из двух сверхпроводящих эллипсоидальных катушек, не имеющей внешнего магнитного поля в качестве индуктивного накопителя энергии (ч. 1). Препринт Б-0310. Ленинград НИИЭФА, 1976.

47. Егоров С.А. Магнитные системы сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии без внешних полей. // Доклады II Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Т. II, Ленинград, НИИЭФА, 1982.

48. Ермуратский В.В., Ермуратский П.В. Конденсаторы переменного тока в тиристорных преобразователях. Москва Энергия 1979.

49. Ершевич В.В., Кирьянова Н.А. Крупные электроаккумулирующие установки. // Изв. АН СССР Энергетика и Транспорт, № 1, 1985.

50. Жебит В.А. Разработка сверхпроводниковых накопителей энергии для энергетических систем за рубежем. // Электротехническая промышленность. Серия Электрические машины, 1979, вып. 7(101).

51. Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А. Тяговые электрические машины. Москва Транспорт 1991, 342 с.

52. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхова С.В. Основы теории цепей. Москва Энергия 1975.

53. Иванов A.M., Иванов С.А. Транспортные средства и проблемы экологии (аналитичемкий обзор). // Приводная техника, № 2, 2000, с. 22 -29.

54. Исаев И.П., Сидорова Н.Н. Энергозатраты в системе электрической тяги на железнодорожном транспорте. // Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием «На рубеже века: итоги и перспективы» ВЭЛК-99. Москва 1999. Тезисы, с. 294-5.

55. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Ленинград Энергоатомиздат, 1986.

56. Карасев С.И. Разработка перспективного привода для вагонов Московского метрополитена. // Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием «На рубеже века: итоги и перспективы» ВЭЛК-99. Москва 1999. Тезисы, с. 266-7.

57. Кашарский Э.Г., Кустов Н.Н., Ровинский П.А. Маховик с электротрансмиссией для транспортного средства. // Изв. Акад. наук. Сер. «Энергетика» № 2 1998, с. 10 14.

58. Кисляков В.А. О расчетном режиме для определения мощности и размещения приемников избыточной энергии рекуперации. // Труды МИИТ, вып. 199, под редакцией К.Г. Марквардта, 1965, с. 233-237

59. Кобалси Ринти Стабилизация напряжения в контактной сети при помощи накопителей энергии (на японском) // Конкурито когаку = Concr. J. 1990. - 28, № 7 - с. 115-118

60. Коган К. И др. Анализ маховичной системы накопления электроэнергии. Перевод с японского, 38 с. Всесоюзный центр переводов научно-технической литературы, № перевода И-6343, 10.04.1984.

61. Конотоп В.В. Расчет и конструирование высоковольтных накопителей энергии. Харьков ХПИ, 1979, 19 с.

62. Коровин Н.В. Электрохимические генераторы. Москва Энерго издат 1982.

63. Коровин Н.В. Новые химические источники тока. Москва Энергия 1978.

64. Косачев И.М., Ерошенков М.Г. Аналитическое моделирование стохастических систем. Минск Навука i тэхшка, 1993, 263 с.

65. Крутов В.И., Попов В.В. (ред.) Основы научных исследований. Москва Высшая школа 1989, 399 с.

66. Кулаков B.JI. Управление энергоемкостью вращающихся из композитов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Рига, 1981.

67. Кульмановский А.И. Исследование работы системы электроснабжения метрополитена при применении рекуперативного торможения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель проф. К.Г. Марквардт. Москва, 1975.

68. Кучинский Г.С. Высоковольтные импульсные конденсаторы. Ленинград Энергия 1973.

69. Кучинский Г.С., Назаров И.И., Назарова Т.Т. и др. Силовые электрические конденсаторы. Москва Энергия 1975.

70. Лехнер М., Раймер К. Применение батарейного накопителя на горной железной дороге. // Железные дороги мира, № 3, 1998, с. 37-40. (Lechner М., Reimer К. //Elektrische Bahnen, 1995, № 8, S. 259-264).

71. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф Электрохимические генераторы. Москва Энергоиздат 1982

72. Лосев Е.П. Эффективность применения накопителей энергии в силовых установках автономных локомотивов. Автореферат диссертациина соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель проф. И.П. Исаев. Москва, МИИТ 2000, с. 25.

73. Мамошин P.P. Современные проблемы ресурсосбережения на железнодорожном транспорте. // Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» Москва 1998, с. 1.5.

74. Марквардт Г.Г. Теория работы системы энергоснабжения электрических железных дорог. Доклад по опубликованным работам, представленным на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва 1971, 40 с.

75. Марквардт Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе электроснабжения. Москва Транспорт 1972.

76. Марквардт К.Г. (ответственный редактор тома) Технический справочник железнодорожника. Том 10 Энергоснабжение железных дорог. Москва Государственное транспортное издательство 1956, 1080 с.

77. Марквардт К.Г. Энергоснабжение электрических железных дорог. Москва Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1958, 287 с.

78. Марквардт К.Г. (ред.) Справочник по электроснабжению железных дорог. Москва Транспорт, т. I 1980 - 254 е., т. II - 1981 - 391 с.

79. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Москва Транспорт 1982, с. 527.

80. Минабутдинов P.M. Определение мощности приемников избыточной энергии рекуперации. // Труды МИИТ, вып. 199, под редакцией К.Г. Марквардта, 1965, с. 70-74.

81. Монтгомери Д. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. Москва Мир 1971, 359 с.

82. Нерретер В. Расчет электрических цепей на персональной ЭВМ (перевод с немецкого). Москва Энергоатомиздат 1991, 224 с.

83. Никитин В.А. Имитационное моделирование участка электрических железных дорог постоянного тока с накопителем энергии. // МИИТ Москва, 1990, 8 с., Деп. В ЦНИИ ТЭИ МПС 12.11.90, № 5402-жд 90.

84. Никитин В.А. Эффективность использования накопителей энергии на пригородных участках электрифицированных железных дорог. // МИИТ Москва, 1990, 14 е., Деп. В ЦНИИ ТЭИ МПС 12.11.90, № 5403.

85. Очан М.Ю. Теория намотки в маховичных аккумуляторах энергии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. АН СССР, Институт машиностроения, 1983, 28 с.

86. Павелчик М. Улучшение характеристик системы электрической тяги применением накопителей энергии. // VI Международная научно-техническая конференция «Проблемы развития локомотивостроения». Москва 1996. Тезисы докладов, с. 101.

87. Павелчик М. Экономия электроэнергии в электрической тяге при применении накопителей энергии. // Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» Москва 1998, с. IV.6-7.

88. Павелчик М. Моделирование системы тягового электроснабжения с накопителями энергии. // Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием «На рубеже века: итоги и перспективы» ВЭЛК-99. Москва 1999. Тезисы, с. 291-2.

89. Павелчик М. Проблема энергосбережения в метрополитенах и пути её решения. // Вторая Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». Труды, книга I, Москва 1999, с. IV-35 37.

90. Пентегов И.В. Основы теории зарядных цепей емкостных накопителей энергии. Киев 1982.

91. Перцовский JLM. (ред.) Проектирование систем энергоснабжения электрических железных дорог. Москва, Всесоюзное издателъско-полиграфическое объединение Министерства путей сообщения 1963, с. 470.

92. Петленко А.Б. Емкостные накопители энергии в электротранспортных средствах малого класса. // VI Международная научно-техническая конференция «Проблемы развития локомотивостроения». Москва 1996. Тезисы доладов, с. 65-66.

93. Петруша Ю.С. Повышение надежности электроснабжения народного хозяйства с помощью индуктивных накопителей. Минск Энергетика 1986.

94. Платонова М.Ю. Предпроектная проработка маховичных синхронных генераторов для источников питания кратковременного действия на основе системного подхода. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург 1997, 24 с.

95. Пупынин В.Н., Никитин B.JI. Условия эффективного использования емкостного накопителя энергии в системах тягового электроснабжения железных дорог. // Электричество, № 1, 1993, с. 52-58.

96. Радионов Н.И., Поляшов Л.И., Иванов А.М., Задорина Н.А.

97. Импульсный источник электропитания на базе молекулярного накопителя с дозирующим конденсатором. //Автономная энергетика, № 1, 1994, с. 17-22.

98. Радионов Н.И., Поляшов Л.И., Задорина Н.А., Хабарова О.А., Щетнева Т.Г. О параллельной работе молекулярных накопителей на общую резистивно-индуктивную нагрузку. // Автономная энергетика, № 1, 1994, с. 23-26.

99. Розанов Ю.А. Случайные процессы. Краткий курс. Москва Наука 1971,286 с.

100. Росато Д.В., Грове К.С. Намотка стеклонитью. Москва Машиностроение, 1969, 301 с.

101. Рубинраут А.М., Бурбаева Н.В., Веселовский А.С., Зенкевич В.Б., Кирьенин И.А. Работа линейного синхронного электродвигателя от сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии. // Электричество, №2, 1998, с. 28-37.

102. Рубинраут А.М., Бурбаева Н.В. Пуск линейного синхронного электродвигателя, работающего от сверхпроводникового накопителя энергии. // Электричество, № 7, 1998, с. 31-35.

103. Рудненко Ю.Н. (ред.) Справочник по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики. Москва Энергоатомиздат 1994, 472 с.

104. Рябцев Г.Г. Модернизация электрооборудования вагонов метрополитена. // Научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» Москва 1998, с. III. 17-18.

105. Самобалансирующийся маховик. // Наука и жизнь на основе патента США № 3733923.

106. Свириденко Н.Ф. К выбору рациональной конструктивно-силовой схемы высокоэнергоемкого маховика на основе анизотропных материалов. // Самолетостроение. Техника воздушного флота, 1983, вып. 50, с. 80-83.

107. Свириденко Н.Ф. О выборе параметров энергоаккумулирующей системы на основе маховиков. // Космические исследования на Украине, 1982, вып. 16, с. 94-98.

108. Сердинов С.М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. Москва Транспорт 1985, 300 с.

109. Скоробогатов A.M. Расчет пропускной способности линий метрополитена. // Автоматика, телемеханика и связь, № 2, 1983, с. 4-7.

110. Смис З.С. Воздухоаккумулирующие станции. // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1983, 71, № 9, с. 9498.

111. Супермаховик может заменить водохранилище. // Наука и жизнь на основе «Scientific American» № 12,1974.

112. Тезисы докладов I Научно-технической конференции «Махович-ные накопители энергии». Житомир, 17-19.09.1985.

113. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции «Маховичные накопители энергии». Житомир, 20-22.09.1989.

114. Тер-Газарян А.Г. Массо-габаритные параметры накопителей электрической энергии. / МЭИ Москва 1982, 16 с. Деп. в Информэнерго 15.10.82, № 1103, ЭН-Д 82.

115. Техническое описание и проектирование систем инерционных накопителей энергии. НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, Научно-технический центр «Синтез», 1995.

116. Тимченко Е.А. Методика выбора приемников избыточной энергии рекуперации для метрополитена. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель доц. С.Н. Засорин. Москва, МИИТ, 1981.

117. Торможение для разгона. // Наука и жизнь на основе «Bureau d'etudes automatismes», № 55, 1989.

118. Фастовский В.Г., Петровский Ю.В., Ровинский А.Е. Криогенная техника. Москва Энергия 1974.

119. Фахрутдинов И.Х. Ракетные двигатели твердого топлива. Москва Машиностроение 1981, 223 с.

120. Феоктистов В.П., Павелчик М. Повышение тягово-энергети-ческой эфективности транспортных систем при помощи накопителей энергии. // Транспорт, № 12, 1999, с. 21-26.

121. Феоктистов В.П., Петраковский С.С., Сидорова Н.Н. Новая постановка задачи энергосбережения в тяге поездов. // Научно-техническая конференция «Подвижной состав 21 века (Идеи, требования, проекты)». Санкт-Петербург 1999. Тезисы докладов, с. 55-56.

122. Фернандес P.JL, Наттел JI. Дж. Разработка усовершенствованных электролизных установок производства водорода для выравнивания пиков нагрузок в энергосистемах. // Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1983, 71, № 9, с. 73-78.

123. Фишер JI.M., Петровский Ю.В. Высокотемпературная сверхпроводимость. Успехи и перспективы. // Электротехника 1987, № 11, с. 59-62.

124. Фонер С., Б. Шварц (ред.) Сверхпроводящие машины и устройства. Москва Мир 1977.

125. Фридман Б.Э., Рутберг Ф.Г. Мультимегаджоульные и мульти-мегаамперные емкостные накопители энергии. //Изв. Акад. Наук. Сер. «Энергетика» 1998, № 2, с. 46-70.

126. Хассензал У.В. Сверхпроводящие магнитные установки накопления энергии. // Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1983, 71, № 9, с. 78-90.

127. Худсон Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике (перевод с английского). Москва Мир 1970, 296 с.

128. Шевлюгин М.В. Проблемы использования накопителей энергии в системах тягового электроснабжения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель д.т.н., проф. В.Н. Пупынин. МГУПС (МИИТ) Москва 2000, 174 с.

129. Шиловская Р.В. Теория и методы автоматизированного выбора электрооборудования тягового электроснабжения метрополитенов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, МИИТ 1989, 47 с.

130. Шлеина Е.А. Вероятностная методика расчета расхода электроэнергии на заданный объем перевозочной работы дорог постоянного тока. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, МИИТ 1995, 24 с.

131. Шутуров С.Ю. Электромобиль с комбинированной энергоустановкой и емкостными накопителями. Автореферат диссертации на соис: кание ученой степени кандидата технических наук. Москва 1999, с. 19.

132. Якимец И.В., Астахов Ю.Н., Лабунцов В.А., Глускин И.З., Мохов В.Б. Сверхпроводниковые накопители для электроэнергетических систем. // Электричество, 1995, № 9.

133. Якимец И.В., Глускин И.З., Наровлянский В.Г., Масалев Д.Ю.

134. Accattatis F. Confronto fra sistemi di trazione per ferrovie metropo-litane nei riguardi del consumo di energia. // Ingegneria Ferroviaria No. 6, 1980, pp. 521-532.

135. Advances In Flywheel Energy Storage Systems. Active Power Inc. // PDF file on the site www.acivepower.com.

136. Anerdi G., Brusaglino G. Technology Potential of Flywheel Storage and Application Impact on Electric Vehicles // 12th International Electric Vehicle Symposium (EVS-12), 1994, v. 1, pp. 37-47.

137. Backer A., Faerster A. Reihenkondensatoren zur Spannungserhohung im Fahrleitungsnetz der NSB. // Elektrische Bahnen 85 (1987) H. 1, S. 16-18.

138. Bader Ch., Plust H. G. Elektrische Antrieb fur Strassenfahrzeuge. Entwicklungsstand und aktuelle Probleme. // ETZ № 11, 1972.

139. Barcaglioni M., Giglioli R., Saraceno G.A., Conte M. Stockage d'energie pour instalations ferroviares souterraines. Conception d'un systeme pur la gestion d'energie. / Rev. Elec. et Electron. 1996, No. 1, pp. 39-45.

140. Beck F., Krohn H. A Lead/Graphite Accumulator Using Aqueous Hydrofluoric Acid. // Journal of Power Sources, 1984, no. 12, pp. 9-30.

141. BEWAG nimmt groBten Batterienspeicher der Welt in Betrieb. // Elek-trizitatswirtschaft 86 (1987) H. 18, S. 930-937.

142. Blumel D., Friedrich G., Fordran U., KieBling A., Pietzsch PC

143. Pro grammsystem ELEKTRA fur Drehstromnetze und Bahnnetze. // Elektrische Bahnen 94 (1996) H. 8/9, S. 278-286.

144. Bohiand D.R., Toman M.A. The Economics of Energy Security. Boston / Dordrecht / London Kluwer Academic Publishers 1996, p. 324.

145. Bowler M.E. Flywheel Energy Systems: Current Status and Future Prospects. // Magnetic Material Producers Association Joint Users Conference, September 22-23, 1997, pp. 517-527.

146. Branstadter O. Energiespeicherung mit stationaren Schwungradanla-gen. Forschungsbericht T 76-58 (1976) des Bundesministeriums fur For-schung und Technologie.

147. Britting A.O. Design, Development, Performance and Reconditioning of Ni-Cd Batteries Using Polypropylene Separators. // Journal of Power Sources, 1984, no. 12, pp. 305-316.

148. Bullock K.J., Vint M. K. Hybrid Transit Bus. Power and Energy Requirements. // Symposium Proceedings EVS-11. 11th International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 7.02/1-16, vol. 1.

149. Bullock K.R Lead/Acid Batteries. // Journal of Power Sources, vol. 51, 1994, iss. 1-2, pp. 1-18.

150. Burrows C.R., Price G., Perry P.G. Flywheel Electric Hybrid Vehicle Studies - based on SAE paper 800885 "An Assessment of Flywheel Energy Storage in Electric Vehicle". // Automotive Engineering № 8, 1980.

151. Burke A.F. Dowgiallo E.J. Ultracapacitor Technology Update and Electric-Drive Vehicle Evaluations. // Symposium Proceedings EVS-11. 11th International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 19.07/1, vol. 2.

152. Burke A.F. Energy Storage Specification Requirements for Hybrid-Electric Vehicles //Idaho Falls 1993, Idaho: EG and G Idaho, Inc. EGG-EP-10949.

153. Burke A.F. Electrochemical Capacitors for Electric Vehicles Technology Update and Implementation Considerations // 12th International Electric Vehicle Symposium 1994 (EVS-12), v. 1, pp. 27-36

154. Burke, A.F. Electric/Hybrid Super Car Designs Using Ultracapacitors // 30th IECEC Meeting, Orlando, FL, August 1995.

155. Calvaer A. Magnetic Energy Storage: Theoretical Recapitulations and Summary of Experiments Under Way. // Revue E., vol. 109, 1993, iss. 3-4, pp. 39-47.

156. Chang C.S., Phoa Y.H., Wang W., Thia B.S. Economy/Regularity Fuzzy-Logic Control of DC Railway System Using Event-Driven Approach. // IEE Proceedings Electr. Power Applications, vol. 143 (1996), iss. 1, pp. 9-17.

157. Chang C.S., Wang W., Liew A.C., Wen F.S. Bicriterion Optimisation for Traction Substations in Rapid Transit Systems Using Generic Algorithm. // IEE Proceedings Electr. Power Appl., Vol. 145, No. 1,1998, pp. 49-56.

158. Chang G., Hirschfeld F. For the Latest in the Energy Storage Try the Flywheel. // Mechanical Engineering No. 7/1978.

159. Chua L.O., Pen-Min Lin Komputerowa analiza ukladow elektroni-cznych. Algorytmy i metody obliczeniowe. Warszawa Wydawnictwa Nauko-wo-Techniczne 1981, s. 699.

160. Clerck R.C. The Utilisation of Flywheel Energy. // SAE Transaction, vol. 72, 1974.

161. Clerici G. Le actuali prospective dei generatori per veicoli electtrici stradali. // AEI Volume 84, numero 6, 1997 p. 49-53.

162. Collia M.J. Electric and Hybrid Vehicles. // Energy Technology Review vol. 44, 1979.

163. Curtiss D.H., Mongeau P.P., Puterbaugh R.L. Advanced Composite Flywheel Structural Design for a Pulsed Disk Alternator. // IEEE Transactions on Magnetics, vol. 31, 1995, iss. l,pt. 1, pp. 26-31.

164. Damschen C. Dimensioning of Superconducting Magnetic Energy Storage Systems for Load Leveling in Railway Traction Power Systems. // Elektrische Bahnen, vol. 91, 1993, iss. 10, pp. 327-330.

165. Darrelmann H. Alternative Energy Storage Media. Osterode am Hartz, Germany, Piller GmbH, 1996

166. Eadie W.T., Drijard D., James F.E., Roos M., Sandoulet B. Metody statystyczne w fizyce doswiadczalnej. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1989, s. 313.

167. Econd International Inc. Nomenclature of Pulse Super Capacitors Econd. Downloaded Internet File http://members.xoom.com/XMCM/tavri-ma/pages/nomenclature. html.

168. Electric Vehicle Application Handbook For Genesis Sealed-Lead Batteries. Publication IBD-BR-011. Hawker Energy Products Inc. 4th Edition, 1998,44 pp.

169. El-Shirbeeny E.H.T. Parametric Analysis of Artificially Augmented Flywheel Effect for Energy Store in Traction Systems. // Symposium Proceedings EVS-11. 11th International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 16.06/1-10, vol. 2.

170. Evans Capacitor Company. The Capattery Technical Information. Downloaded Internet File http://www.evanscap.com/morecap.html.

171. Eykhoff P. Identyfikacja w ukladach dynamicznych. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1980, s. 683.

172. Farkas A., Bonert R. Ultracapacitors as Sole Energy Storage Device in Hybrid Electric Cars? // Collection of Technical Papers. Conference "Power Electronics in Transportation" New York 1994, pp. 97-101.

173. Feoktistov V.P., Pawelczyk M. Ocena przydatnosci zasobnikow ener-gii w systemach zasilania trakcji elektrycznej. // IV Konferencja „Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemyslu i Transportu „Transcomp". Zakopane 2000, s. 145-152.

174. Fijalkowski B.T. Topmost Compact Parallel Hybrid Prime Mover: 3-shaft FTB Automotive Gas Turbine. // Symposium Proceedings EVS-11. 11th International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 7.05/1-12, v. 1.

175. Fischer C., Ehms H. Lastspitzen platt gemacht. // EET No. 4, 1996, S. 42-44.

176. Flanagan R.C., Suokas L.A. Regenerative Drive for Subway Trains. Part 1: Mechanical Accumulator Design. // Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry, No. 8, 1976, pp. 737-743.

177. Flanagan R.C., Suokas L.A. Regenerative Drive for Subway Trains. Part 2: Overall System Model. // Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry, No. 8, 1976, pp. 744-750.

178. Flanagan R.C., Suokas L.A. Regenerative Drive for Subway Trains. Part 3: System Evaluation. // Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry, No. 8, 1976, pp. 751-755.

179. Flywheel Stores Surplus Energy From Choppers. // Railway Gazette International, № 4, 1982, p. 291.

180. Frank A.A., Beachley N.H. Flywheel Transmissions Promise Fuel Savings based on SAE paper 800886 "Design Considerations for Flywheel Transmission Automobiles". // Automotive Engineers № 8, 1980.

181. Freund H. Batteriestutzpunkte in Mittel- und Niederspanungsnetzen. // Elektrotechnische Zeitschrift 108 (1987) H. 17, S. 796-799.

182. Fukui K., Nakaniwa Y. Power Source System for a Train Using Large Capacity Sealed Nickel-Cadmium Battery. // Progress in Batteries & Solar Cells, Vol. 5, 1984, pp. 360-362.

183. Garret K., Fenton J. Trends and Developments in Energy Conservation. Part 1 3 // Automotive Engineer № 11,12/1979, 1/1980.

184. Gavrilovic M.M., Begin G. SMES Systems for Transient Stability and Damping Improvement of Power Systems. // Proceedings of the American Power Conference, Chicago, 1993, pp. 732-38, vol. 1.

185. Gladigau R. Energiesparen in S-Bahn-verkehr. // Die Deutsche Bahn1992, H. 12.

186. Gordon S., Rorke W. Energy Storage and Alternatives to Improve Train Voltage on a Mass Transit System. Sandia Report, SAND 95-8221 UC-1500, April 1995.

187. Gren J. Statystyka matematyczna. Modele i zadania. Warszawa Pan-stwowe Wydawnictwo Naukowe 1978, s. 363.

188. Gruzdev A.Yu., Sablin A.D. Dynamics of a Synchronous Machine with Inductive Energy Storage for Short-Period Duty. //Electrical Technology1993, iss. no. 2, pp. 69-82

189. Habarda D. Mestska hromadna doprava. Bratislava Alfa Vydava-tel'stvo technickej a ekonomickej literatury 1984, s. 496.

190. Hagin F., Merker P. Hybride Antriebssysteme mit Bremsenergieriick-gewinnung. // VDI Berichte Nr 367, 1980, S. 81-86.

191. Hasuike H., Hirabayashi Т., Furuta S., Terasawa H. Economic Study on Advanced Batteries for Electric Vehicles. // Symposium Proceedings EVS-11. 11th International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 18.04/1-10, vol. 2.

192. Hassenzahl W. (editor) Electrochemical, Electrical and Magnetic Storage of Energy. Strougsburg Hutchinson Ross Publishing Company 1981 (9 volumines).

193. Hassenzahl W. Superconducting Magnetic Energy Storage. // IEEE Transactions on Magnetics. Vol.25 (1989), iss. 2, pp. 750-758.

194. Haubrich H.J. Batterien in elektrischen Netzen Erfahrungen und Pers-pektiven. // ETG Fachberichte, No. 54, VDE-Verlag, Berlin - Offenbach,1994,

195. Headifen R.N. Flywheel Energy Storage for Wind Turbine. // Collection of Technical Papers. 29th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. Washington, DC 1994, pp. 1374-9 vol. 3.

196. Heide S. Berechnung elektrischer Bahnnetzdaten mit Erweiterung durch Zugfahrtsimulation. // Elektrische Bahnen 94 (1996) H. 8/9, S. 272277.

197. Heitner K.L. Energy Storage Requirements and Optimization of Sustaining Power Source for Hybrid Vehicles. // Collection of Technical Papers. 29th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. Washington, DC 1994, pp. 1387-92 vol. 3.

198. Higasa H., Ishikawa F., Shibayama M., Ono T. A Feasibility Study of an 8-MWh Flywheel Type Storage System Using Oxide Superconductors. // Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Part A, vol 113-B, 1993, iss. 7, pp. 768-75.

199. Higasa H., Ishikawa F., Shibayama M., Ono T. A Feasibility Study of an 8-MWh Flywheel Type Storage System Using Oxide Superconductors. // Electrical Engineering in Japan, vol 114, 1994, iss. 7, pp. 20-31.

200. Hoanca V., Simut V. О metoda de analiza a procesului de franare electrica recuperativa in tractiunea feroviara cu motoare asincrone. // Revista Cailor Ferate Romane nr. 2/1994, pp. 3-6.

201. Hoffmann G., Rohlig St. Zeitgewichtete Belastungsdauerkurve bei elektrischen Bahnen. // Elektrische Bahnen 95 (1997) H. 10, S. 272-279.

202. Hooper A., Tofield B.C. Solid-State Rechargeable Lithium Batteries. // Progress in Batteries & Solar Cells, Vol. 5, 1984, pp. 64-68.

203. Hosny W.M., Dodds S.J. Applied Superconductivity Developments in Japan. // Power Engineering Journal, vol. 7, 1993, iss. 4, pp. 170-176.

204. Infield D.G., Lundsager P., Pierik J.T.G., van Dijk V.A.P., Falchet-ta M., Sarstein O., Lund P.D. Wind/Diesel System Modelling and Design. Paper presented at EWEC '90, Madrid, September 1990, 6 pp.

205. Infield D.G. An Assessment of Flywheel Energy Storage as Applied to Wind Diesel Systems. // Wind Engineering, vol. 14, No. 2,1990, pp. 47-61

206. Infield D.G. System Design Considerations for Electricity Generation from Wind and Diesel Combinations. // International Journal of Solar Energy. Vol. 13, 1992, pp. 63-72.

207. Jansch E. Energieverbraucht und klimarelevante Emmisionen in Perso-nenfernverkehr. // Elektrische Bahnen 88 (1990), H.8.

208. Jeanneret R. Ensamble de propulsion d'un vehicule. // Fascicule du brevet CH 678 307 A5, 15.11.1996.

209. Jensen J. Energy Storage Newness. London - Boston Butterworths 1980.

210. Kacprzynski B. Planowanie eksperymentow. Podstawy matematyczne. Warszawa Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1974, s. 390.

211. Kaluza E., Kochanowski W. Analiza celowosci wprowadzenia do eksploatacji hybrydowych specjalizowanych lokomotyw manewrowych. // 3rd International Conference «Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction». Warszawa 1997, pp. 40-45.

212. Kanari К., Takano K., Nozaki К., Kaneko H., Takahashi Y., Ne-gishi A., Kato K., Kamimoto M. Lithium Secondary Batteries for Distributed Electric Energy Storage. // Bulletin of Electrotechnical Laboratory, vol. 57, 1993, iss. 5-6, pp. 129-157.

213. Kqcki Е., Wozniakowski М. Modelowanie analogowe, hybrydowe oraz cyfrowa symulacja maszyn analogowych. Warszawa Panstwowe Wyda-wnictwo Naukowe 1979, s. 489.

214. Kiehne A. State of the Art of Storage Batteries for Electric Vehicles. // Progress in Batteries & Solar Cells, Vol. 5, 1984, pp. 224-228.

215. Kondratowicz L. Modelowanie symulacyjne systemow. Warszawa Wydawnictwa Naukowo-techniczne 1978, s. 322.

216. Koroblowski P. Wplyw zmiany napi^cia w sieci trakcyjnej na sterowa-nie elektrycznym pojazdem trakcyjnym. // Przegl^d Elektrotechniczny, R. LXIX, z. 11/1993, s. 262-264.

217. Lechner M., Reiner K. Einsatz eines Batterienspeichers bei einer Bergbahn. // Elektrische Bahnen 93 (1995) H. 8.

218. Leszczynski J. Modelowanie symulacyjne w transporcie kolejowym. Warszawa Wydawnictwa Komunikacji itqcznosci 1973, s. 197.

219. Lipinsky K., Dobberphul A. U-Bahn-Zug Baureihe H fur Berlin. // Elektrische Bahnen 94 (1996) H. 8/9, S. 221-228.

220. Lorenzen H., Rehm W., Grotter H.-P. Energiespeicherung mit supraleitenden Spulen. // Brennstoff-Warme-Kraft 40 (1988) H. 9, S. 353360.

221. Madej J., Szumanowski А. О wyznaczaniu energetycznych parame-trow hybrydowego ukladu nap^dowego pojazdu. // Archiwum Budowy Maszyn №3, 1980.

222. Manczak K., Nahorski Z. Komputerowa identyfikacja obiektow dynamicznych. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1983, s. 432.

223. Marciniak A. Turbo Pascal 7.0 z elementami programowania. Cz?sc I- Srodowisko programowe. J?zyk programowania. Programy narz^dziowe. Poznan Wydawnictwo Nakom 1995, s. 907.

224. Marciniak A. Turbo Pascal 7.0 z elementami programowania. Cz^sc II- Biblioteka Turbo Vision 2.0. Poznan Wydawnictwo Nakom 1994, s. 561.

225. Maruyama N. Fly-Wheel Type Electric Railway Energy Saving Substation. // Japanese Railway Engineering Vol. 21, No. 2, 1981, pp. 22-24.

226. Maruyama N. Wayside Flywheel Energy Storage System for Railway and Its Field Test. // J.I.E.E Session on Railway, RAT-83-6, 1983.

227. Maruyama N., Kawamura Т., Akutsu N. Development of a 15-kWh Wayside Flywheel Set for Railway. // II European, Symposium on Flywheel Energy Storage, Torino, Italy, 1983, s.63-72

228. Maruyama N. Stabilisierung der Fahrdrahtspannung mittels Schwung-rad. // Elektrische Bahnen 90 (1992), H. 4, S. 125-129.

229. Mertens H. Schwungrad fur einen 167-MVA-StoBleistungsumformer. // Siemens-Zeitschrift 49 (1975), H. 9, S. 592-595.

230. Moninger F. Drehmassenspeicher in Nahverkehrssystemen. // Elektrische Bahnen 96 (1998) H. 8, S. 257-260.

231. Morrison F. Sztuka modelowania ukladow dynamicznych determi-nistycznych, chaotycznych, stochastycznych. Warszawa Wydawnictwa Nau-kowo-Techniczne 1996, s. 430.

232. Munch J. Stromversorgungskonzept fur OPNV-Unternehmen. // Der Nahverkehr 11 (1993), H. 1/2.

233. Muller-Berner A.H., Strifler P. Elektrobus mit Hybridantrieb fur den Stadtverkehr. // ATZ 72 (1970), H. 3, S. 78-84.

234. Nelson P.A., Prakash J. Modelling of Sodium/Nickel Chloride Batteries for Electric Vehicles. // Proceedings of the Symposium on Modeling of Batteries and Fuel Cells. Phoenix, 1991, pp. 122-128.

235. Niekamp K. 16 2/3 Hertz ein alter Zopf ? // Standpunkt, Marz 1999, S. 38-41.

236. Niimura A., Sasao Т., Ueno K., Tanase S. Present Status of the Advanced Battery Electric Power Storage System Project in Japan. // Progress in Batteries & Solar Cells, Vol. 5,1984, pp. 350-356.

237. Niklas H., Berndt D. Physikalische Grenzen heutiger Speicherbatterien und Chancen fur die Entwicklung neuer Systeme. //ETZ, Vol. 94, 1973.

238. Nowak Т., Pawelczyk M., Piotrowski M., Rakowski R. Pojazdy szy-nowe i trakcja poci^gow. Praca zbiorowa pod red. J. Rakowskiego. Radom Wydawnictwo WSIw Radomiu 1987, s. 564.

239. Numano T. Development of High-Speed Trains for Shinkansen in Japan. // Rail International, n. 4, 1994, pp. 19-27.

240. Nutini В., Burchi A. Trazione termica alternativa // La technica profe-ssionale. Colleggio Ingegneri Ferroviari Italiani 1990, 55, № 11, pp. 645-653.

241. Ogata Т., Takahashi Т., Shimada R. New Concept Flywheel-Ring Flywheel Generator. // Conference Record of the Power Conversion Conference Yokohama 1993, pp. 587-592.

242. Ostasiewicz S., Rusnak Z., Siedlecka U. Statystyka. Elementy teorii i zadania. Wroclaw Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej im. O. Langega 1998, s. 384.

243. Ostaszewicz J. Energochlonnosc transports miejskiego. Warszawa Wydawnictwo Komunikacji i Lqcznosci 1984, s. 151.

244. Otnes R.K., Enochson L. Analiza numeryczna szeregow czasowych. Warszawa Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 1978, s. 388.

245. Pawelczyk M. Wybrane problemy badawcze energetyki w^zla trans-portowego pracuj^cego w systemie wielozrodlowym z akumulacji energii. // Materialy Krajowej Konferencji „Semtrak 86". Krakow - Janowice 1986, ss. 62-66

246. Pawelczyk M. Z^ladne problemy akumulacie energie rekuperovanej do trakcneho vedenia. // Zbornik referatov 8. Vedeckej konferencie VSDS, subsekcia 3.2, Zilina 1988, ss. 45 48.

247. Pawelczyk M. System zasilania trakcji elektrycznej z akumulacji energii. // Materialy Konferencji Naukowej „Rozwoj Systemow i Srodkow wTransporcie" TRANSSYSTEM 89. Warszawa 1989, Sekcja E, ss. Ill -114.

248. Pawelczyk M. Surplus Regenerative Energy Storage in the Railway Suburb Transport. // Научна сесиа «30 години Катедра Электрически транспорт». София 1990.

249. Pawelczyk М. Algorytm sterowania ukladu akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji z maszyny elektryczn^ pr^du stalego. // Zbior referatow VIII Konferencji Naukowej „Pojazdy Szynowe". Warszawa Jachranka 1990, ss. 212-217.

250. Pawelczyk M. Badania symulacyjne ukladu akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji z maszyny elektrycznq. pr^dii przemiennego. // Zbior referatow VIII Konferencji Naukowej „Pojazdy Szynowe". Warszawa Jachranka 1990, ss. 218-226.

251. Pawelczyk M. Wplyw spadkow napi^c w sieci trakcyjnej na spraw-nosci energetyczne elementow systemu trakcji elektrycznej. // Zeszyty Naukowe WSI Radom, seria Transport, nr 8, Radom 1991, ss. 105 138.

252. Pawelczyk M. Elektromechaniczny uklad akumulacji nadmiarowej energii rekuperacji w podmiejskim transporcie szynowym. // Referat w materialach Konferencji 'Pojazdy Szynowe' Krakow-Szczawnica 1995.

253. Praca badawcza „Akumulacja nadmiarowej energii rekuperacji w podmiejskim transporcie szynowym". WSI w Radomiu etap I - 1994, etap II -1995. Nr tematu 1137/01/P. Zleceniodawca WSI w Radomiu. Kieruj^cy prac^: dr inz. Marek Pawelczyk.

254. Pawelczyk M. Energochlonnosc szynowego transportu podmiejskiego przy uwzgl^dnieniu parametrow technicznych linii i taboru. // Materialy Mi^dzynarodowej Konferencji Specjalistycznej „Transport'97". Ostrawa -Katowice 1997, str. 274-280.

255. Pawelczyk M. Obnizenie energochlonnosci transportu szynowego po-przez odbior nadmiarowej energii rekuperacji w pasazerskim transporcie szynowym. // Materialy Konferencji „Pojazd a Srodowisko". Radom 1997.

256. Pawelczyk M. Simulation Study of Energy Consumption of Metro Vehicles. // 3rd International Conference «Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction». Warszawa 1997, pp. 69-74.

257. Praca badawcza „System rekuperacji zawieraj^cy urz^dzenia do jej akumulacji". Politechnika Radomska etap I - 1996, etap II - 1997, etap III -1998. Nr tematu 1450/01/B. Zleceniodawca: Politechnika Radomska. Kieru-j^cy pracq.: dr inz. Marek Pawelczyk.

258. Pawelczyk M. Some Results of the Tube Line Supply System Simulation. // Zbornik prednasok XIV Medzinarodnej konferencie „Sucasne ргоЫ lemy v kol'ajovych vozidlach". Zilina 1999, diel II, s. 25-31.

259. Praca badawcza „Energooszcz^dny system zasilania linii metra". Po-litechnika Radomska etap I - 1999. Zleceniodawca: Politechnika Radomska. Kieruj^cy prac^.: dr inz. Marek Pawelczyk.

260. Plamitzer A.M. Maszyny elektryczne. Warszawa Wydawnictwa Nau-kowo-Techniczne 1968, s. 649.

261. Podoski J., Kacprzak J., Myslek J. Zasady trakcji elektrycznej. Warszawa Wydawnictwa Komunikacji i Lqcznosci 1980, s. 357.

262. Post R.F. A New Look at an Old Idea. The Electromechanical Battery. // Science & Technology Review, April 1996, p. 14-19.

263. Pesch H. Energiespeicher im Netz- und Inselbereich. // Elektrotech-nische Zeitschrift 111 (1990) H. 10, S. 506-511.

264. Potthof G. Verkehrstromungslehre. Band 4. Analyse von Verkehrs-systemen. Berlin TIM MSP MSS VEB Verlagfur Verkehrswessen, 1972.

265. Prescher K., Vollmar H. Einsatzmoglichkeiten fur mittelgrofie Supra-leitende magnetische Energiespeicher (SMES) in Deutschland. VDI-Berichte, Nr. 1187, 1995.

266. Proposal to New York State Energy Research and Development Authority for Flywheel Electric Energy Storage System. New York 1975, 47 pp. (Prepared APL/JHV, Operating under Contract N 00017-72-C4401 with the Department of Navy).

267. Pucher E. Die Verbesserung des Spanungsniveaus und des Leistungs-faktors im Fahrleitungsnetz der Rhatischen Bahn durch Reihenkondensatoren. // Elektrische Bahnen 73 (1972) H. 8, S. 174-179.

268. Pupynin V.N., Nikitin V.L. Conditions for Efficient Employment of Capacitance Energy Accumulators in a Power Supply System for Electric Traction. // Electrical Technology, 1993, iss. No. 1, pp. 57-68.

269. Rabenhorst D.W. The Multirim Superflywheel. Technical Memorandum APL/JHU TG 1240. Maryland, 1974, 56 p.

270. Rappengliick W., Pfister F. Elektrischer Triebwagen fiir Fahrleitungs-und Batteriebetrieb. // Eisenbahn Technische Rundschau 30 1981 H. 9, S. 661-670.

271. Reiner G., Reiner K. Energetisches Betriebsverhallen eines permanen-terregten Drehmassenspeichers in Theorie und Praxis. // VDI-Berichte, Nr. 1168,1994.

272. Reiner K. Einsatzmoglichkeiten fur Energiespeicher im elektrischen Bahnantrieb. // Elektrische Bahnen, vol. 91, 1993, iss. 10, pp. 331-335.

273. Reiner K. Schwungradspeicher. // VDI-Berichte Nr. 652, S. 69-87, Dusseldorf VDI-Verlag 1987

274. Reinke L.J. Tutorial Overview of Flywheel Energy Storage in a Photovoltaic Power Generation System. // 1993 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. Vancouver, 1993, pp. 1161-64, vol. 2.

275. Rinehart R.E. Development of a Flywheel Energy Storage Propulsion System for an Urban Transit Coach. // Transportation Systems, Business Division, General Electric Company, 8 pp.

276. Rose M.F. Compact Capacitor Powered Railgun System. // IEEE Trans. On Magnetics, 1986, vol. MAG-22, No. 6.

277. Ruckdeschel F.R. BASIC Scientific Subroutines, Volumine II. Peterborough NH, Byte/McGraw-Hill 1981, s. 789.

278. Ruddell K., Bleijs J.A.M., Freris L.L., Infield D.G., Smith G.A. A

279. Wind/Diesel System with Variable Speed Flywheel Storage. // Wind Engineering, vol. 17, 1993, iss. 3, pp. 129-146.

280. Rufer A.C. Modern Power Conversion for Complementary Energy Storage. // Fifth International Conference on "Power Electronics and Variable-Speed Drives". London 1994, pp. 668-72.

281. Schmidt P. (redaktionelle Leitung) VEM-Handbuch „Energiever-sorgung elektrischer Bahnen". Berlin VEB Verlag Technik, 1975.

282. Schmidt P., Hofmann G. Methode zum Bemessen von Bahnener-gieversorgungsanlagen. // Periodica Polytechnica, Transportation Engineering, vol. 14, (1986) No. 2, Budapest 1986.

283. Shimazu Т., Tachibana K. Flywheel Generator-Motor for Railways. // Mitsubishi Denki Giho, vol. 63, No. 8, 1989.

284. Sidorowicz J. Napgd elektryczny i jego sterowanie. Warszawa Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1994, s. 286.

285. Sienkiewicz P. Teoria efektywnosci systemow. Wroclaw Warszawa -Krakow - Lodz Ossolineum 1987, s. 280.

286. Stankowski J., Czyzak B. Nadprzewodnictwo. Warszawa Wydawnic-twa Naukowo-Techniczne 1999, s. 155.

287. Szabatin J. Podstawy teorii sygnalow. Warszawa Wydawnictwa Komu-nikacji i Lqcznosci 1982, s. 499.

288. Szel^g A. Inluence of Voltage in a Contact Line as a Disturbance Stochastic Process on a Speed of an Electric Traction Vehicle. // 3rd International Conference «Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction». Warszawa 1997, pp. 139-144.

289. Szumanowski A. Wyznaczanie pojemnosci chwilowej akumulatora w elektrycznych pojazdach samochodowych. // Przegl^d Elektrotechniczny R. LVI, 1980.

290. Szumanowski A. Akumulacja energii w nap^dach wielozrodlowych. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, seria Mechanika, z. 84. Warszawa Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej 1983, s. 108.

291. Szumanowski A. Akumulacja energii w pojazdach. Warszawa Wydawnictwa Komunikacji itqcznosci 1983. s. 221.

292. Szumanowski A. Efektywnosc energetyczna akumulatorow inercyj-nych w hybrydowych nap^dach pojazdow. // Archiwum Budowy Maszyn № 2, 1983.

293. Szumanowski A., Brusaglino G. Analyses of the Hybrid Drive Consisted of Electrochemical Battery and Flywheel. // Symposium Proceedingsfh

294. EVS-11. 11 International Electric Vehicle Symposium, Firenze, 1992, pp. 7.13/1-16, vol. 1.

295. Szydlowski H. (red) Teoria pomiarow. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1978, s. 310.

296. Takagi R., Sone S. Precisely Fixed Start-To-Stop Time Simulation of DC Railway Power Feeding Systems. // Transactions IEE Japan, vol. 115-C (1995), No. 8, pp. 975-983.

297. Takahashi I., Itoh Y., Andoh I. Development of a New Uninterruptible Power Supply Using Flywheel Energy Storage Techniques. // Conference Record of the 1989 IEEE IAS Annual Meeting, San Diego, pp. 711716.

298. Takahashi I., Amei K., Itoh Y. High Performance and Long Life Uninterruptible Power Source Using a Flywheel Energy Storage Unit. // Conference Record of the 1990 IEEE IAS Annual Meeting, San Diego, pp. 1049-1055.

299. Thomas G. Some Hybrid Propulsion Systems for Road Vehicles. // Electronics & Power, No. 2, 1977, pp. 125-128.

300. Tripathy S.C. Electric Drive for Flywheel Energy Storage. // Energy Conversion and Management, vol. 35, 1994, iss. 2, p. 127-138.gov/development/TETAP/delphi 343

301. Traxler A., Salm J. Aktive magnetische Rotorlagerung. // Technische Rundschau, 1988, B. 80, N. 22, S. 64-66.

302. Volk W. Statystyka stosowana dla inzynierow. Warszawa Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1973, s. 384.

303. Walter B.S. High Power, High Energy Density Flywheel Energy Storage and Optimized „Power Quality" UPS system. Downloaded Internet File, http://www.piller.com/pbridge.htm, 1999, 13 pp.

304. Wang M.Q. Construction of Battery Recharging Profiles. // Internal Draft. Prepared for the Electric Vehicle Total Energy Cycle Analysis Project. Argonne, Illinois 1994, Argonne National Laboratory, Center for Transportation Research.

305. Wdowiak J., Mierzejewski L., Szelqg A. Projektowanie ukladow za-silania trakcji elektrycznej systemu pr^du stalego. Podstacje trakcyjne. Warszawa Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej 1993, s. 129.

306. Weingartner S., Ellerbock H. Hydrogen Energy Network Start-up Scenario. // Collection of technical papers. 29th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. Washington, DC 1994, pp. 1656-61 vol. 4.

307. Wentzell A.D. Wyklady z teorii procesow stochastycznych. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1980, s. 382.

308. Wetzel H., Bonert R., Dawson F.P. Converter Configurations for a Serial Hybrid Drive Assuming only Capacitive Energy Storage. // Collection of Technical Papers. Conference "Power Electronics in Transportation" New York 1994, pp. 53-58.

309. Wierzbicki M. Programowanie obiektowe w Тигво Pascalu 7.0 z wy-korzystaniem biblioteki Turbo Vision. Warszawa Lupus 1994, s. 323.

310. Zeigler B.P. Teoria modelowania i symulacji. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1984, s. 555.

311. Zembrzuski K. Teoria nap^du i hamowania pociajiu. Warszawa Panstwowe Wydawnictwo Naukowe 1978, s. 154.