Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока

Тарута, Павел Викторович

Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока

кандидата технических наук: Тарута, Павел Викторович
город: Омск
год: 2004
специальность ВАК РФ: 05.22.07

Диссертация по транспорту на тему «Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока"

На правах рукописи

ТАРУТА Павел Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАЦИИ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2004

Работа выполнена в Омском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ЧЕРЕМИСИН ВасилийТитович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ГОРЮНОВ Владимир Николаевич;

кандидат технических наук, доцент МАГАЙ Герман Самсонович.

Ведущее предприятие: Уральский государственный университет путей сообщения.

Защита диссертации состоится 29 декабря 2004 г. в 2.°° на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 27 ноября 2004 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Г. П. Маслов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Согласно федеральной целевой программе «Энергоэффективная экономика» на 2002 - 2005 гг. и на перспективу до 2010 г. утвержденной постановлением правительства Российской Федерации № 796 от 17 ноября 2001 г., одним из трех основных направлений снижения расхода топливно-энергетических ресурсов, определенных для железнодорожного транспорта, является электропотребление на тягу поездов.

Решение проблемы энергосбережения может быть обеспечено комплексными мероприятиями, включающими в себя широкий круг вопросов, связанных с анализом режимов работы и параметров элементов системы тягового электроснабжения (СТЭ). Значительный вклад в решение данной проблемы внесли К. Г. Марквардт, Г. Г. Марквардт, Р. Р. Мамошин, В. Н. Пупынин, А. С. Бочев, Е. П. Фигурнов, Э. В. Тер-Оганов, А. Т. Бурков, Н. И. Молин, Б. М. Бородулин, М. П. Бадер, А. Т. Демченко, Б. Е. Дынькин, М. Г. Шалимов, В. Е. Марский, Р. И. Мирошниченко, А. Л. Быкадоров, В. Т. Доманский, В. Д. Бардушко и др.

Одним из наиболее действенных мероприятий в области ресурсосберегающих технологий, определенных программой «Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года» для тяговой энергетики и направленных на снижение расхода электрической энергии на тягу поездов, учитываемого счетчиками тяговых подстанций (ТПС), является повышение эффективности использования электрической энергии, рекуперируемой электроподвижным составом в систему тягового электроснабжения.

Рекуперативное торможение - важнейший источник экономии электроэнергии на электрифицированных участках железных дорог, поэтому расширение применения рекуперативного торможения и повышение его эффективности являются основными направлениями технических мероприятий по выполнению норм удельного расхода топливно-энергетических ресурсов, определенных Департаментом локомотивного хозяйства ОАО «Российские железные дороги».

Реальные процессы, происходящие в системе тягового электроснабжения при наличии на участке рекуперации электрической энергии, если их рассматривать во всех деталях, весьма сложны, а явления, сопровождающие их, чрезвычайно разнообразны. Поэтому изучение вопроса эффективности использования рекуперируемой электрической энергии требует комплексного подхода, когда на основании натурного эксперимента и проведенного математического моделирования принимается решение об основных направлениях разработки мероприятий по повышению электрической энергии.

Цель диссертационной работы заключается в проведении экспериментальных исследований и математического моделирования для повышения эффективности использования электрической энергии, рекуперируемой в системе тягового электроснабжения постоянного тока. Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи.

1. Проведен натурный эксперимент на действующем участке электрифицированной железной дороги по оценке эффективности использования энергии рекуперации.

2. Усовершенствована математическая модель системы тягового электроснабжения (СТЭ) для создания возможности с достаточной степенью достоверности вести исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии.

3. Разработаны алгоритм и программное обеспечение для расчета токо-распределения рекуперируемой электроэнергии в системе тягового электроснабжения.

4. Проведен анализ составляющих технических потерь в системе тягового электроснабжения на действующем участке электрифицированной железной дороги при наличии рекуперации электрической энергии.

5. Выполнена оценка эффективности мероприятий по снижению расхода электрической энергии на тягу поездов посредством повышения рациональности использования энергии, рекуперируемой в системе тягового электроснабжения на действующем участке электрифицированной железной дороги.

Методы исследования. Поставленные в работе задачи были решены с привлечением методов системного анализа, математического моделирования, теории линейных электрических цепей, классических приложений методов математической статистики, статистической проверки гипотез и теории вероятностей. В процессе расчетов и анализа математических зависимостей применялись пакет прикладных программ STATISTICA for Windows Release 5.0 и электронные таблицы Microsoft Excel 2000. Разработка программных продуктов производилась в среде программирования Microsoft Visual Basic 6.0.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

1. Предложена усовершенствованная математическая модель СТЭ, позволяющая производить электрический расчет схемы СТЭ с учетом фактического напряжения на токоприемниках электроподвижного состава (ЭПС), находящегося на участке, и адекватно имитировать процессы, происходящие в СТЭ.

2. Разработаны алгоритм и программное обеспечение для исследования токораспределения в системе электрической тяги рекуперируемой электроэнергии.

3. Установлена степень влияния рекуперации электрической энергии на технические потери электроэнергии в тяговой сети, в фидерах и оборудовании тяговых подстанций.

Достоверность научных положений и результатов диссертации подтверждена путем проверки статистической совместимости результатов моделирования с показателями работы реального участка электрифицированной железной дороги, полученными в ходе экспериментальных исследований.

Практическая ценность работы определяется комплексом решенных научно-технических задач, обеспечивающих снижение эксплуатационных расходов в локомотивном хозяйстве и хозяйстве электроснабжения на основе использования разработанной математической модели системы электрической тяги.

1. На действующем участке электрифицированной железной дороги осуществлен эксперимент по оценке энергетической эффективности рекуперативного торможения, результаты которого позволили вести разработку программного комплекса расчета СТЭ постоянного тока для исследования мероприятий по рациональному использованию энергии рекуперации.

2. Разработан программный комплекс расчета СТЭ, в котором электрический расчет системы электроснабжения ведется одновременно с выполнением тяговых расчетов для поездов, находящихся на участке, позволяющий адекватно имитировать процессы, происходящие в СТЭ при наличии на участке рекуперации электрической энергии.

3. Выполнен анализ эффективности использования энергии рекуперации в границах Кузбасского отделения Западно-Сибирской железной дороги, который показал, что при существующих в настоящее время условиях эксплуатации имеются значительные технические и организационные резервы для повышения объемов рекуперируемой электрической энергии (ЭЭ) на участках с ограниченно установленными приемниками избыточной энергии рекуперации.

4. Произведена оценка составляющих технических потерь (и влияния на них рекуперации электрической энергии) в тяговой сети, оборудовании и фидерах тяговых подстанций на примере Кузбасского отделения.

5. Разработан способ определения уровня напряжения холостого хода тяговых подстанций, позволяющего снижать удельный расход электрической энергии на тягу поездов, учитываемый счетчиками тяговых подстанций, за счет создания условий для увеличения перетоков мощности рекуперации на соседние межподстанционные зоны.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены, докладывались и обсуждались на региональной научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу» (Новосибирск, 2002), научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2003), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003), десятой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (Москва, 2004), научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2004), сетевой научно-практической конференции «Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» (Омск, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 10 статей и тезисы пяти докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников. Общий объем диссертации составляет 161 страницу, включая 28 рисунков, 29 таблиц и 128 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы, основные направления исследования.

В первой главе рассматриваются состояние вопроса эффективности использования энергии рекуперации и основные подходы к его решению. Изучение процессов, происходящих в СТЭ при наличии на участке рекуперативного торможения, можно осуществлять только на основе комплексного подхода, представляющего собой синтез экспериментальных исследований и математического моделирования.

Для анализа работы системы электрической тяга широко используется имитационное моделирование. В настоящее время созданы программные комплексы, имитирующие работу СТЭ, среди которых в первую очередь необходимо отметить имитационные модели, разработанные во ВНИИЖТе, МИИТе, УрГУПСе, РГОТУПСе, ИрГУПСе, СамГАПСе и ДИИТе. В существующих имитационных моделях СТЭ не ставилась задача производить анализ потерь ЭЭ в элементах СТЭ при наличии на участке электроподвижного состава, находящегося в режиме рекуперации.

Основной особенностью работы СТЭ при рекуперации является значительно большая, чем в режиме тяги, зависимость условий работы устройств энергоснабжения от режима напряжения. Поэтому если в расчетах без рекуперации неучет действительного режима напряжения вызывает несущественные погрешности (и в большинстве случаев допустим), то при рекуперации электрической энергии достаточно достоверные расчеты могут быть выполнены только с учетом действительного уровня напряжения как на тяговых подстанциях, так и на токоприемниках всех электровозов. Таким образом, разработка программного комплекса для изучения вопроса эффективности использования рекуперируемой электрической энергии должна вестись на базе математической модели СТЭ, имитирующей движение поездов с учетом фактического уровня напряжения на токоприемниках электровозов.

Во второй главе описываются основные способы использования математической модели, получившие наибольшее распространение при решении задач функционирования СТЭ. При совершенствовании математической модели СТЭ за основу была принята модель, предложенная доктором технических наук В. Д. Бардушко, содержащая следующие основные агрегаты: АВЭ - агрегат, функционирование которого отражает состояние внешней сети; ..., АТП„ - агрегаты, отражающие состояние тяговых подстанций; АН|, АНг, ... , - агрегаты, содержащие информацию о координатах и нагрузках тяговых потребителей; АТС-агрегат, описывающий состояние тяговой сети; АГД - агрегат, формирующий график движения поездов; AU - агрегат, содержащий информацию о напряжениях на токоприемниках ЭПС, находящихся на участке.

Для возможности совмещения тяговых расчетов и электрического расчета схемы СТЭ данная математическая модель была усовершенствована - в нее был введен агрегат ЛЫ(1), в котором содержится информация об основных параметрах поездов, находящихся на участке. Входной информацией данного агрегата являются данные о профиле пути, ограничениях скорости и расположении проходных светофоров автоблокировки. Таким образом, управляющее воздействие позволит в каждый момент времени поочередно выбирать из данного

агрегата информацию об основных параметрах каждого поезда в зависимости от реальной поездной ситуации и с учетом фактического напряжения на токоприемнике электровоза производить пересчет тяговых (или тормозных) характеристик и определять потребляемые (или рекуперируемые) ими токи, которые затем будут передаваться агрегатам нагрузки.

Для выполнения исследований эффективности использования энергии рекуперации существующая модель была усовершенствована и в нее был введен агрегат АР, в котором производится анализ результирующего токораспре-деления и токораспределения электрической энергии, поступающей в СТЭ из системы внешнего электроснабжения (СВЭ), а также определяются составляющие рекуперированной электроэнергии, которые потребляются электровозами, находящимися на участке в тяговом режиме, и которые передаются на тяговые подстанции к приемникам избыточной энергии рекуперации.

Для исследования вопроса эффективности использования энергии рекуперации разработан алгоритм расчета токораспределения рекуперируемой электроэнергии, созданный на основе метода наложения (рис. 1).

Расчет токораспределения в СТЭ при использовании данного метода производится в следующей последовательности:

1) рассчитывается результирующее токораспределение электрической энергии, при этом учитывается и рекуперированная энергия, и энергия, поступающая в СТЭ из СВЭ;

2) предполагается, что тяговые подстанции, находящиеся на участке, не питают тяговую сеть, а в рассмотрение принимаются только электровозы, находящиеся на участке, при этом определяется токораспределение электрической энергии, возвращаемой в тяговую сеть электровозами, находящимися в режиме рекуперативного торможения;

3) по известным результирующему токораспределению и токораспреде-лению рекуперированной электрической энергии определяется токораспреде-ление электрической энергии, поступившей в СТЭ из СВЭ.

На первом этапе разработки программного комплекса расчета СТЭ была создана программа тяговых расчетов, в которой интегрирование уравнения движения поезда выполняется по одноточечному методу Эйлера, а при расчете режима движения каждого поезда учитываются ограничение силы тяги по сцеплению, по нагреву тяговых электродвигателей и фактическое напряжение на токоприемнике электровоза.

На втором этапе разработки программного комплекса на базе уже созданной программы тяговых расчетов была разработана программа расчета СТЭ по-

стояшюго тока, в которой электрический расчет СТЭ производится одновременно с выполнением тяговых расчетов для поездов, находящихся на участке. Программная реализация модели построена на основе модульной структуры, поэтому данная программа может быть использована для решения ряда других задач по исследованию процессов, происходящих в СТЭ.

Рис. 1. Алгоритм расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока при наличии рекуперации электрической энергии

В третьей главе производится сравнение результатов экспериментальных натурных испытаний с результатами, полученными в ходе имитационного моделирования с помощью разработанного программного комплекса, включающего в себя программу тяговых расчетов и программу расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.

Экспериментальные значения основных параметров при движении поезда были получены в результате опытных поездок с электровозом ВЛ10У на участке Белово - Новокузнецк-Восточный. Результаты исследований (рис. 2) показали удовлетворительное совпадение экспериментальных и расчетных данных.

На участке Белово - Новокузнецк-Восточный при участии автора диссертационной работы проводился эксперимент с целью оценки эффективности применения рекуперативного торможения и разработки способов по снижению удельного расхода электрической энергии в границах Кузбасского отделения Западно-Сибирской железной дороги. Суть эксперимента сводилась к сопоставлению двух режимов функционирования участка Белово - Новокузнецк: в

течение восьми суток режим работы ЭПС сохранялся штатным (т. е. с применением рекуперации), а в течение следующих трех суток в работе ЭПС на участке исключалось применение рекуперативного торможения.

л/адЛ у— расчетные значения Г

1 Ж

/ РИ-у-

и фактические значения / 1 1

235 245 255 265 275 285 295 , 305 ^ 315 325 335 345 355 «и 375

4000 -■-

Рис. 2. Диаграмма скорости (а) и тока (б) электровоза грузового поезда на участке Белово - Новокузнецк-Сортировочный

Анализ расхода электрической энергии на тяговых подстанциях (рис. 3), среднесуточного расхода электроэнергии (рис. 4,а) и удельного расхода по счетчикам тяговых подстанций (рис. 4, б) позволяет сделать заключение о том, что разработанная программа расчета СТЭ достаточно качественно отражает процессы в СТЭ при наличии на участке рекуперативного торможения.

Задачу определения адекватности имитационной модели сложной системы чаще всего рассматривают как задачу проверки адекватности законов распределения экспериментальных и расчетных статистических выборок, поэтому адекватность программы тяговых расчетов и программы расчета СТЭ была доказана на основании выполненной проверки гипотезы о тождественности законов распределения статистических выборок, полученных при натурных испытаниях и имитационном моделировании, на основе критерия Смирнова.

В четвертой главе рассматривается применение разработанного программного комплекса для исследования вопроса эффективности использования рекуперируемой электрической энергии на Кузбасском отделении.

Вначале был исследован вопрос эффективности применения рекуперативного торможения на участках данного отделения, для чего было произведено сопоставление основных показателей работы СТЭ при наличии и отсутствии рекуперативного торможения. Анализ результатов, полученных в ходе имитаци-

онного моделирования работы Кузбасского отделения, показал, что наличие рекуперативного торможения приводит к снижению расхода электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций для различных участков на 0,13 - 15,71 %, а в целом по отделению расход электроэнергии на тягу поездов, учитываемый счетчиками тяговых подстанций, при наличии рекуперации снижается на 7,33 %.

Рис. 3. Посуточный расход электрической энергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций при наличии и отсутствии рекуперации на участке Белово - Новокузнецк-Восточный

При наличии При отсутствии

рекуперации рекуперации эксперименте 1юяелироаами

□ - по результат эксперимента. П - по ре5ул гагам иодиироини» а. При „„„чии рекуперации, □ - при отсутствии рекуперации

Рис. 4. Среднесуточный (а) и удельный (б) расход электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций при наличии и отсутствии рекуперативного торможения

Одной из актуальных проблем на Кузбасском отделении является проблема повышенного «небаланса» электрической энергии на тягу поездов, определяемого по счетчикам тяговых подстанций и электроподвижного состава. Отчетное значение «небаланса» по отделению за 2003 г. составило 19,7 %. Одной из предполагаемых причин повышенного «небаланса» специалисты называют влияние энергии рекуперации на увеличение технических потерь в СТЭ.

С помощью разработанного программного комплекса был исследован данный вопрос и проведена оценка составляющих технических потерь электроэнергии. Для каждого из девяти участков Кузбасского отделения расчеты производились при идентичных графиках движения поездов для штатного режима и для режима, когда на участке отсутствовала рекуперация ЭЭ.

Поскольку при рекуперации ЭЭ электровоз работает параллельно с энергосистемой, отсутствие рекуперации приводит к увеличению расхода ЭЭ, от-

пускаемой с шин тяговых подстанций, что в свою очередь ведет к увеличению технических потерь ЭЭ в оборудовании тяговых подстанций.

Наличие рекуперативного торможения приводит к увеличению технических потерь в фидерах тяговых подстанций на большинстве участков данного отделения (табл. 1). Основной причиной этого является увеличение перетоков ЭЭ через шины подстанций. Увеличение перетоков электрической энергии при наличии рекуперации также является основной причиной увеличения технических потерь в тяговой сети на всех участках отделения.

Таблица 1

Технические потери в фидерах тяговых подстанций по результатам

Участок Потери ЭЭ в фидерах ТПС, кВт-ч Увеличение ( + ) / снижение (-) потерь в фидерах ТПС при наличии рекуперации ЭЭ

штатный режим без рекуперации абсолютное, кВт ч относительное, %

Болотная - Мариинск 945 788 956 446 -10 658 -1,13

Тайга - Томск 181332 180 529 + 803 +0,44

Юрга - Топки 232 578 231 958 +621 +0,27

Топки - Проектная 339 304 337 041 +2 263 +0,67

Топки - Анжерская 623 347 617 544 +5 804 +0,93

Тогучин - Проектная 403 179 397 631 +5 548 + 1,38

Проектная - Новокузнецк 2 769 985 2 900 071 -130 086 -4,70

Новокузнецк - Таштагол 313 645 287 146 +26 499 + 8,45

Артышта-2 - Междуреченск 613 273 611448 + 1825 +0,30

Таким образом, применение на Кузбасском отделении рекуперативного торможения приводит к некоторому увеличению технических потерь в СТЭ (в среднем по отделению наличие рекуперации ЭЭ приводит к увеличению относительных технических потерь на 0,43 %), но не в той мере, чтобы объяснить столь высокое отчетное значение «небаланса» в границах данного отделения.

Расчет объемов избыточной энергии рекуперации производится исходя из предположения, что все тяговые подстанции оснащены ее приемниками - инверторами или поглощающими устройствами, и в этом случае значение избыточной энергии и режим напряжения в тяговой сети в значительной степени определяются расположением тяговых подстанций на участке и параметрами их внешних характеристик. Для устранения данных условностей в представленной работе предложено при изучении вопросов надежности и рациональности рекуперативного торможения, а также вопроса эффективности использования рекуперируемой электрической энергии за основной показатель оценки применять не только объем избыточной энергии рекуперации, но и значение потенциально возможного увеличения энергии рекуперации (ПВУЭР).

Определение объема ПВУЭР при выполнении расчета системы тягового электроснабжения осуществляется в тех случаях, когда приемников энергии

рекуперации недостаточно или когда приемники энергии рекуперации расположены таким образом, что поступающая к ним энергия повышает напряжение на токоприемниках рекуперирующих электровозов выше допустимого значения. В этом случае расчет ПВУЭР ведется исходя из предположения, что на расчетном участке находится достаточное количество приемников энергии рекуперации, что они расположены и двигаются в таком режиме, при котором напряжение на рекуперирующем электровозе равно максимально допустимому.

Повышение эффективности использования энергии рекуперации -важнейший для практики вопрос, исследование которого показало (табл. 2), что при существующих условиях эксплуатации на всех участках Кузбасского отделения имеют место срывы режима рекуперативного торможения, что не позволяет отдавать в тяговую сеть значительные объемы энергии рекуперации.

Таблица 2

Расчетные объемы энергии рекуперации по результатам моделирования

работы участков Кузб агскот от деления за 2003 г.

Участок Рекуперир. ЭЭ, тыс. кВтч ПВУЭР, тыс. кВтч Возможная энергия рекуперации, тыс. кВтч Доля рекуперир. ЭЭ, % Доля ПВУЭР ЭЭ, %

Болотная - Мариинск 24 067 10 072 34 139 70,50 29,50

Тайга-Томск 877 1517 2 394 36,63 63,37

Юрга- Топки 491 2 160 2 651 18,52 81,48

Топки - Проектная 142 742 884 16,06 83,94

Топки - Анжсрская 245 3 496 3 741 6,55 93,45

Тогучин - Проектная 2511 1718 4 229 59,38 40,62

Проектная - Новокузнецк 25 469 3 104 28 573 89,14 10,86

Новокузнецк - Таштагол 5 684 3 438 9 122 62,31 37,69

Артышта-2 - Междуреченск 217 3 408 3 625 5,99 94,01

И того по отделению 59 703 29 655 89 358 66,81 33,19

Особенное значение данный вопрос имеет на однопутных участках, где большое сопротивление контактной сети и значительные межпоездные интервалы часто приводят к тому, что напряжение на токоприемниках рекуперирующих электровозов превышает максимально допустимое значение. Таким образом, в настоящее время на Кузбасском отделении имеются значительные технические резервы для повышения объемов рекуперируемой ЭЭ.

С помощью разработанного программного комплекса для участка Проектная - Новокузнецк-Восточный был произведен выбор значения напряжения холостого хода на шинах тяговых подстанций, которые позволят за счет увеличения перетоков мощности рекуперации увеличить объемы рекуперируемой на участке ЭЭ на 10,6%, уменьшить количество срывов режима рекуперации более чем в два раза и снизить расход ЭЭ на тягу поездов по счетчикам подстанций на 4,8 %.

В пятой главе проведена оценка экономической эффективности использования разработанного программного комплекса расчета СТЭ постоянного тока, показавшая, что чистый дисконтированный доход для расчетного периода в пять лет составит свыше 36 млн р., индекс доходности - 64, а внутренняя норма доходности - 118. Таким образом, результаты выполненных расчетов показывают, что данная инновация окупится в пределах одного года после сдачи программного комплекса в эксплуатацию.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Усовершенствована математическая модель СТЭ, позволяющая с достаточной степенью достоверности вести исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии, учитывающая фактическое напряжение на токоприемниках электровозов.

2. Разработаны алгоритм и программное обеспечение для анализа токо-распределения энергии, поступающей в СТЭ из системы внешнего электроснабжения, а также рекуперированной электроэнергии с целью проведения исследований эффективности использования энергии рекуперации и ее влияния на основные показатели работы СТЭ.

3 Проведен полномасштабный эксперимент на действующем участке электрифицированной железной дороги, позволивший произвести оценку эффективности применения рекуперативного торможения и сравнения соответствия результатов натурных испытаний и математического моделирования.

4 Для действующего участка электрифицированной железной дороги произведен анализ составляющих технических потерь в СТЭ при наличии на участке рекуперативного торможения, а также изучен вопрос влияния на них рекуперации электрической энергии.

5. Предложено при изучении вопросов надежности и рациональности рекуперативного торможения, эффективности использования энергии рекуперации в качестве основного показателя оценки применять не только объем избыточной энергии рекуперации, но и значение потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии как показателя, более точно отражающего резервы рекуперативного торможения на участках с ограниченно установленными приемниками избыточной энергии рекуперации.

6. Разработан способ выбора уровня напряжения на тяговых подстанциях, позволяющий снижать расход электрической энергии на тягу поездов посредством повышения эффективности использования энергии рекуперации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Тарута П. В. Программа тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения / П. В. Тарута // Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу: Материалы региональной науч.-практ. конф. (27-29 ноября) / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 2002. С. 523-525.

2. Черемисин В. Т. Оценка адекватности программы тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения / В. Т. Черемисин, П. В. Тарута // Материалы пятой междунар. конф. «Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение» / МЭИ (ТУ). Алушта, 2003. 4.2. С. 189-192.

3. Тарута П. В. Разработка имитационной модели системы тягового электроснабжения для исследования эффективности использования энергии рекуперации / П. В. Тарута // Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2003. С. 124-129.

4. Черемисин В. Т. Программный комплекс расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока / В. Т. Черемисин, П. В. Тарута // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Материалы науч.-техн. конф./ Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2003. Т. 1. С. 306-310.

5. Тарута П. В. Алгоритм расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока при наличии рекуперации электрической энергии / П. В. Тарута // Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности: Тр. науч.-практ. конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2003. С. 76-80.

6. Тарута П. В. Сравнение программных комплексов расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока / П. В. Тарута // Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук: Межвуз. сб. науч. тр. / Сибирская гос. автомобильно-дорожная академия, 2003. Вып.1.4.1. С. 206-210.

7. Черемисин В. Т. Результаты моделирования работы системы тягового электроснабжения с учетом рекуперации в Кузбасском отделении дороги / В. Т. Черемисин, П. В. Тарута // Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги: Материалы на-уч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. С. 71-82.

8. Тарута П. В. К вопросу имитационного моделирования системы тягов-го электроснабжения при исследовании проблемы повышения эффективности использования энергии рекуперации / П. В. Тарута // Совершенствование устройств подвижного состава, электроснабжения, автоматики и связи железнодо-

рожного транспорта: Сб. науч. статей аспирантов / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. С. 41-45.

9. Черемисин В. Т. Анализ влияния рекуперации электрической энергии на технологические потери в системе тягового электроснабжения постоянного тока / В. Т. Черемисин, П. В. Тарута // Улучшение качества и снижение потерь электрической энергии в системах электроснабжения железных дорог: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. С. 66-71.

10. Тарута П. В. Выбор уровня напряжения на шинах тяговых подстанций участка Белово - Новокузнецк для повышения эффективности использования энергии рекуперации / П. В. Тарута // Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД»: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. С. 148-156.

11. Тарута П. В. Программа тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения / П. В. Тарута // Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу: Тезисы докл. региональной науч.-практ. конф. (27-29 ноября) / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 2002. С. 433.

12. Черемисин В. Т. Моделирование работы электроэнергетической системы, содержащей электротяговую нагрузку, при наличии рекуперации электрической энергии / В. Т. Черемисин, П. В. Тарута // Электрификация и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте: Тезисы докл. на меж-дунар. симпозиуме ЕИгаш'2003 / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. Санкт-Петербург, 2003. С. 123,124.

13. Тарута П. В. Токораспределение энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока / П. В. Тарута // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тезисы докл. десятой междунар. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов / МЭИ (ТУ). М., 2004. Т. 3. С. 267,268.

14. Тарута П. В. Программа расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока / П. В. Тарута // Энергосберегающие технологии и окружающая среда: Тезисы докл. международной конф. / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. Иркутск, 2004. С. 86, 87.

15. Тарута П. В. Исследование влияния скорости движения рекуперирующего поезда на эффективность использования энергии рекуперации / П. В. Тарута // Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические: Тезисы докл. междунар. науч. конф. / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2004. С. 245, 246.

Типография ОмГУПСа. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35. Тираж 100 экз. Заказ 900.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Тарута, Павел Викторович

Введение.

1. Способы моделирования системы энергоснабжения электрифицированных железных дорог.

1.1. Характеристика объекта исследования.

1.2. Анализ основных подходов при составлении модели системы тягового электроснабжения.

1.3. Структурная схема имитационной модели электрифицированного участка.

1.4. Анализ имитационных моделей системы тягового электроснабжения.

1.5. Выводы.

2. Совершенствование математической модели системы тягового электроснабжения для исследования эффективности использования энергии рекуперации.

2.1. Разработка имитационной модели системы тягового электроснабжения постоянного тока с учетом рекуперации электрической энергии.

2.2. Алгоритм расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока с учетом рекуперации электрической энергии.

2.3. Разработка программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.

2.3.1. Разработка программы тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения.

2.3.2. Разработка программы расчета системы тягового электроснабжения.

2.4. Выводы.

3. Оценка адекватности программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.

3.1. Основные подходы к оценке адекватности сложных систем.

VJVDU111VV 1II ^ДШПШШ 1Л1 UDDIA ^UV^VIVU адекватности программы расчета системы тягового электроны постоянного тока. де эффективности использования рекуперируемой электричесна действующем участке железной дороги. ] влияния рекуперативного торможения на расход электричесргии по счетчикам тяговых подстанций. ] технических потерь в системе тягового электроснабжения ичии рекуперации электроэнергии. ;

Введение 2004 год, диссертация по транспорту, Тарута, Павел Викторович

В настоящее время проблема энергосбережения и эффективного использования электроэнергии на электрифицированном железнодорожном транспорте приобрела особую актуальность. Так, согласно федеральной целевой программе «Энергоэффективная экономика» на 2002 - 2005 г. и на перспективу до 2010 г., утвержденной постановлением правительства Российской Федерации № 796 от 17 ноября 2001 г., одним из трех основных направлений снижения расхода топливно-энергетических ресурсов, определенных для железнодорожного транспорта, является электропотребление на тягу поездов.

Актуальность проблемы. Железнодорожный транспорт является одним из наиболее энергоемких потребителей, действующих на энергетическом рынке Российской Федерации. Так, в 2003 г. доля железнодорожного транспорта в структуре электропотребления по России составила 5,8 %, в том числе электротяга - 4,8. В структуре электропотребления железнодорожного транспорта удельный вес электротяги - 83,5 %, эксплуатационных нужд - 11,7, прочих потребителей - 4,8 %. Всего же потребление электроэнергии железными дорогами России в 2003 году составило 40 891,3 млн кВт-ч, в том числе на тягу поездов -34 130,3, на железнодорожные узлы 6 761,0 млн кВт-ч.

Динамика общего потребления электрической энергии и в том числе тяги поездов в целом по сети железных дорог показывает (рисунок), что в течение последних пяти лет наблюдается устойчивая тенденция роста этих показателей работы системы тягового электроснабжения (СТЭ).

В соответствии с основными положениями «Энергетической стратегии России на период до 2020 г.», утвержденной правительством Российской Федерации № 1234-р от 28 августа 2003 г., прогнозируется дальнейший рост тарифов на энергоресурсы. С учетом того, что электротяга составляет существенную долю в общей структуре потребления железнодорожного транспорта, а объемы электроэнергии, расходуемой на тягу, постоянно растут, понятно, что вопрос рационального использования топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов остается актуальным.

45 000 млн кВтч 35 000 30 000 Д

25 000 W

20 000 15 000 10 000 5 000 0

1999 2000 2001 2002 2003

Годы->

Динамика общего потребления и потребления электрической энергии на тягу поездов

Одним из наиболее действенных мероприятий в области ресурсосберегающих технологий, определенных программой «Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года» для тяговой энергетики и направленных на снижение расхода электрической энергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, является повышение эффективности использования электрической энергии рекуперируемой электроподвижным составом в систему тягового электроснабжения.

Вопросы надежности и рациональности режимов рекуперации изучались с самого начала применения данного вида торможения на полигоне железных дорог [2, 7, 37, 42, 48, 52, 57, 70, 92, 116, 125]. При загруженном графике движения поездов интервал между поездами исчисляется минутами и большая часть электроэнергии, рекуперируемой в контактную сеть при электрическом торможении, потребляют поезда, находящиеся в тяговом режиме, а меньшая -передается на тяговые подстанции, оснащенные инверторными агрегатами или

1- Общее потребление электрической энергии по сети железных дорог

891,3 34 070,1 1 --- 37 531,0 35 923,1 * ^---- 34 130,3

30 857,6 27671,1 \ --»-- ~ 31 055,3 29 548,9

24 716,0 - Потребление электрической энергии на тягу поездов

Т-1-1-г поглощающими сопротивлениями. Поэтому при загруженном графике движения поездов доля рекуперированной электрической энергии, которая используется неэффективно, является незначительной.

При снижении интенсивности движения поездов возрастает доля избыточной энергии рекуперации. Значительное увеличение и тенденция к дальнейшему росту стоимости электрической энергии придают в настоящее время вопросу разработки мероприятий по повышению эффективности использования рекуперированной энергии особую актуальность, о чем свидетельствует ее широкое обсуждение в специальных изданиях [30, 50, 83, 94, 109, 110, 121].

Чтобы создать условия для полной реализации токов рекуперации, вся ее энергия должна приниматься электровозами, инвертироваться во внешнюю систему электроснабжения или, в крайнем случае, рассеиваться в поглощающих устройствах. Оптимальным по критерию экономии электроэнергии является использование всей рекуперируемой энергии путем передачи ее электровозам, находящимся в режиме тяги.

Конечным показателем эффективности различных способов приема энергии рекуперации является потребление электроэнергии от системы, определяемое на шинах тяговых подстанций [116]. Еще более важным показателем, определяющим эффективность рекуперации в системе энергоснабжения, является реализация заданных токов рекуперации, т. е. обеспечение в любой момент времени возможности применения электрического торможения.

Количество рекуперируемой электрической энергии, а также условия ее потребления в общем случае являются функцией нескольких факторов, в том числе профиля пути, веса и количества поездов на каждом пути, неравномерности тонно-километровой работы в четном и нечетном направлениях участка. Кроме того, различие для каждой железной дороги числа погрузочно-разгрузочных станций и разветвленности сети магистральных, подъездных путей обусловливает различные для каждой железной дороги объемы рекуперируемой электрической энергии (таблица).

Расход электроэнергии на тягу поездов и объем рекуперированной электрической энергии по железным дорогам в 2003 г.

Дорога Расход ЭЭ на тягу поездов, млн кВт-ч Рекуперированная ЭЭ, млн кВт-ч Процент рекуперации

Октябрьская 2 100,2

Калининградская 6Д

Московская 3 205,0 24,9 0,78

Горьковская 2 657,7

Северная 1 552,7 15,3 0,99

Северо-Кавказская 1 460,6 9,6 0,66

Юго-Восточная 2 060,2

Приволжская 639,8

Куйбышевская 2 429,0 178,5 7,35

Свердловская 2 559,9 102,0 3,98

Южно-Уральская 2 268,3 129,1 5,69

Западно-Сибирская 3 726,4 95,6 2,57

Красноярская 1 447,6 164,6 11,37

Восточно-Сибирская 2 617,8 177,9 6,80

Забайкальская 2 952,3

Дальневосточная 1 780,7 8,2 0,46

Наиболее полным и удобным показателем для оценки использования рекуперативного торможения является отношение энергии, возвращенной электровозом при рекуперации, к энергии, затраченной на тягу поездов этим же электровозом, выраженное в процентах (процент рекуперации).

Анализ результатов, представленных в таблице, показывает, что на дорогах, где применяется рекуперативное торможение, процент рекуперации изменяется в широких пределах, а на шести железных дорогах данный показатель составляет значительную долю от электрической энергии, расходуемой на тягу поездов.

Рекуперативное торможение является одним из важнейших источников экономии электроэнергии на электрифицированных участках железных дорог. Именно поэтому, расширение применения рекуперативного торможения и повышение его эффективности, является одним из основных направлений технических мероприятий по выполнению норм удельного расхода топливноэнергетических ресурсов, определенных Департаментом локомотивного хозяйства ОАО «Российские железные дороги».

Те процессы, которые происходят в системе электрической тяги при наличии на участке рекуперации электрической энергии, довольно сложны, а сопровождающие их явления весьма разнообразны, поэтому изучение вопроса эффективности использования рекуперируемой электрической энергии требует комплексного подхода, когда на основании натурного эксперимента и проведенного математического моделирования принимается решение об основных направлениях разработки мероприятий, направленных на повышение рациональности использования энергии рекуперации.

Изучение процессов, происходящих в системе электрической тяги с использованием теории моделирования получило широкое применение с самого начала электрификации железных дорог. В настоящее время из всех видов моделирования, возможных для применения при решении задач и анализе работы системы электрической тяги, особое распространение получило имитационное моделирование [58].

К настоящему моменту уже разработан ряд программных комплексов, имитирующих работу СТЭ. В большинстве имитационных моделей электрический расчет схемы СТЭ выполняется отдельно от тяговых расчетов для поездов находящихся на участке, что не позволяет контролировать уровень фактического напряжения на токоприемниках электровозов и учитывать влияние напряжения на ток, а также на время хода поезда по участку.

Для правильно построенной модели характерным является то, что она выявляет лишь те закономерности, которые нужны исследователю, и не рассматривает свойства системы, не существенные для данного исследования. В существующих имитационных моделях СТЭ не ставится задача производить анализ токораспределения в тяговой сети при наличии на участке электроподвижного состава, находящегося в режиме рекуперации, а следовательно, задача анализа эффективности использования энергии, рекуперируемой в системе тягового электроснабжения, в них не предусматривается.

Цель диссертационной работы заключается в разработке научно-обоснованных технических решений на основе экспериментальных исследований и усовершенствованной математической модели для повышения эффективности использования электрической энергии, рекуперируемой в системе тягового электроснабжения постоянного тока.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи.

2. Усовершенствована математическая модель СТЭ для создания возможности с достаточной степенью достоверности вести исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии.

3. Разработаны алгоритм и программное обеспечение для расчета токораспределения рекуперируемой электроэнергии в системе тягового электроснабжения.

Методы исследования. Поставленные в работе задачи были решены с привлечением методов системного анализа, математического моделирования, теории линейных электрических цепей, классических приложений методов математической статистики, статистической проверки гипотез и теории вероятностей. В процессе расчетов и анализа математических зависимостей применялись пакет прикладных программ STATISTICA for Windows Release 5.0 и электронные таблицы Microsoft Excel 2000. Разработка программных продуктов ф> производилась в среде программирования Microsoft Visual Basic 6.0.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

4. Предложено при оценке эффективности использования рекуперируемой электрической энергии руководствоваться не только показателями избыточной энергии рекуперации, но и величиной потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии как показателя, характеризующего резервы рекуперативного торможения на участках с ограниченно установленными приемниками избыточной энергии рекуперации. ф Достоверность научных положений и результатов диссертации подтверждена путем проверки статистической совместимости результатов моделирования с показателями работы реального участка электрифицированной железной дороги, полученными в ходе экспериментальных исследований.

2003); всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003); десятой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (Москва, 2004); научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск,

2004); сетевой научно-практической конференции «Энергетическое обследование структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» (Омск, 2004).

В первой главе рассматриваются основные подходы к решению вопроса повышения эффективности использования энергии рекуперации. Показывается, что задача повышения эффективности использования рекуперируемой электрической энергии является задачей, требующей всестороннего и точного анализа многих экономических и технических вопросов. Экспериментальное исследование данного вопроса представляется крайне сложным, а одним из наиболее предпочтительных способов, позволяющих с достаточной степенью достоверности осуществлять изучение вопроса, является моделирование.

Далее описываются основные способы использования математической модели, получившие наибольшее распространение при решении задач функционирования СТЭ, и осуществляется выбор наиболее рационального способа для решения исследуемого вопроса. Производится анализ основных подходов при составлении модели системы электрической тяги и использовании имитационного моделирования для решения задач функционирования СТЭ.

Выполнен анализ существующих программных комплексов расчета системы тягового электроснабжения. Существующие программные комплексы расчета СТЭ позволяют решать довольно широкий круг задач, связанных с процессами, происходящими в системе электрической тяги, однако исследование вопроса эффективности использования энергии рекуперации в данных имитационных моделях не предусматривается. Решение поставленной задачи связано с созданием программного комплекса расчета СТЭ, адекватно имитирующего работу электрифицированного участка железной дороги при наличии на нем электротяговой нагрузки, находящейся в режиме рекуперативного торможения.

Во второй главе рассматривается агрегативный подход при разработке математической модели СТЭ, позволяющий обеспечить требуемую точность решения множества теоретических и практических задач расчета и анализа работы СТЭ.

Формулируется последовательность разработки имитационной модели СТЭ: обосновывается выбор системного подхода при разработке модели сложной системы; производится анализ агрегативной схемы, используемой в настоящее время, при разработке имитационной модели СТЭ и описываются новые блоки, добавленные в математическую модель, необходимые при исследовании эффективности использования энергии рекуперации; производится описание усовершенствованной агрегативной схемы СТЭ и указываются функциональные связи, обусловливающие взаимную зависимость между агрегатами и назначение каждого агрегата в отдельности.

От разработки имитационной модели осуществляется переход к алгоритму расчета СТЭ постоянного тока, позволяющему за счет использования метода наложения производить анализ токораспределения рекуперированной электрической энергии и энергии, поступающей в систему тягового электроснабжения из системы внешнего электроснабжения, и вести исследования влияния рекуперации электрической энергии на основные показатели работы СТЭ. Производится описание того, как велась разработка программного комплекса, включающего в себя программу тяговых расчетов и программу расчета СТЭ.

В третьей главе производится оценка адекватности разработанного программного комплекса: сначала описываются основные подходы при оценке адекватности сложных систем и обосновывается выбор критерия адекватности, а затем отдельно для каждой программы, входящей в программный комплекс, по результатам выполненных экспериментальных исследований осуществляется доказательство их адекватной имитации реальных процессов.

В четвертой главе рассматривается применение разработанного программного комплекса для исследования эффективности использования рекуперируемой электрической энергии на Кузбасском отделении Западно-Сибирской железной дороги: сначала для всех участков отделения выполняется анализ влияния рекуперативного торможения на расход электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций, затем производится исследование влияния рекуперации на потери электроэнергии в СТЭ; вносится предложение при изучении вопросов надежности и рациональности рекуперативного торможения, а также вопроса эффективности использования энергии рекуперации руководствоваться не только объемом избыточной энергии рекуперации, но и значением потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии; осуществляется оценка эффективности использования электрической энергии, рекуперируемой в СТЭ; в заключение для одного из участков отделения с помощью разработанного программного комплекса производится выбор уровня напряжения на шинах тяговых подстанций для повышения эффективности использования энергии рекуперации.

В пятой главе рассматриваются основные экономические показатели общей и сравнительной эффективности внедрения на железнодорожном транспорте инновационного мероприятия и производится оценка экономической эффективности использования разработанного программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности использования энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока"

4.4. Выводы

Проведенное исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии на действующем участке железной дороги позволило сделать следующие выводы.

1) Для Кузбасского отделения, на котором находится большое количество затяжных подъемов, а также участков знакопеременного профиля, рекуперативное торможение является одним из важнейших источников экономии электрической энергии в СТЭ. Анализ результатов, полученных в ходе имитационного моделирования работы Кузбасского отделения Западно-Сибирской железной дороги, показал, что наличие рекуперативного торможения приводит к снижению расхода электрической энергии по счетчикам тяговых подстанций для различных участков на 0,13 - 15,71 %, а в целом по отделению расход электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций при наличии рекуперации снижается на 7,33 %.

2) Выполненное исследование влияния рекуперации на технические потери в СТЭ показало, что наличие на участке рекуперативного торможения приводит к снижению потерь в оборудовании тяговых подстанций и в некоторых случаях к снижению потерь в фидерах тяговых подстанций, но поскольку доминирующей составляющей потерь являются потери в тяговой сети, а они в связи с увеличением перетоков электрической энергии через шины тяговых подстанций при рекуперации также увеличиваются, суммарные технические потери в штатном режиме становятся больше суммарных технических потерь при отсутствии рекуперации электроэнергии. Применение рекуперативного торможения на Кузбасском отделении Западно-Сибирской железной дороги приводит к некоторому увеличению технических потерь в СТЭ (в целом по отделению - на 0,4 %), но не в той мере, чтобы объяснить столь высокое отчетное значение «небаланса» в границах данного отделения.

3) Расчет объема избыточной энергии рекуперации производится исходя из предположения, что все тяговые подстанции оснащены ее приемниками инверторами или поглощающими сопротивлениями, и в этом случае значение избыточной энергии и режим напряжения в тяговой сети при рекуперативном торможении в значительной степени определяются расположением тяговых подстанций на участке и параметрами их внешних характеристик. Поэтому для устранения данных условностей в представленной работе предложено при изучении вопросов надежности, рациональности рекуперативного торможения и эффективности использования энергии рекуперации за основной показатель оценки применять не объем избыточной энергии рекуперации, а значение потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии.

4) Исследование вопроса эффективности использования энергии рекуперации при существующих условиях эксплуатации Кузбасского отделения показало, что на всех участках отделения имеют место срывы режима рекуперативного торможения, что не позволяет отдавать в тяговую сеть значительный объем энергии рекуперации. Особенное значение данный вопрос имеет на однопутных участках, где большое сопротивление контактной сети и значительные межпоездные интервалы часто приводят к тому, что напряжение на токоприемниках рекуперирующих электровозов превышает максимально допустимое значение. Таким образом, в настоящее время на Кузбасском отделении имеются значительные технические и организационные резервы для повышения объема рекуперируемой электрической энергии.

5) С помощью разработанного программного комплекса для участка Проектная - Новокузнецк-Восточный был произведен выбор напряжения холостого хода на шинах тяговых подстанций, которое позволит за счет увеличения перетоков мощности рекуперации на 10,6 % увеличить объемы рекуперируемой на участке электрической энергии, более чем в два раза уменьшить количество срывов режима рекуперативного торможения и на 4,8 % снизить расход электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций. Таким образом, данное мероприятие позволило существенно повысить эффективность использования рекуперируемой на участке электрической энергии.

5. Оценка экономической эффективности использования программного комплекса расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока

5.1. Показатели экономической эффективности

Главным экономическим показателем работы предприятий железнодорожного транспорта является прибыль, на величину которой влияет множество взаимосвязанных факторов. Прибыль, полученная в отчетный период, отражается в балансе хозяйствующего субъекта единой статьей без расшифровки, что крайне затрудняет определение влияния на рост прибыли конкретного инвестиционного или инновационного мероприятия, поэтому для оценки экономической эффективности внедрения на железной дороге конкретного проекта следует пользоваться методикой, рекомендованной ОАО «РЖД» и ВНИИЖТом [76]. Данная методика позволяет определить срок окупаемости, а также рассчитать интегральный эффект от дополнительных инвестиций для каждого периода в течение срока действия проекта. Для стоимостной оценки результатов и затрат автором использовались базисные цены в рублях на июнь 2004 г.

Обычно показатели эффективности подразделяются на показатели общей и сравнительной эффективности. Показатели общей эффективности позволяют оценить экономическую целесообразность капитальных вложений, а показатели сравнительной эффективности помогают произвести сравнение различных вариантов для выбора наиболее экономичного.

В данном случае необходимо произвести расчет сравнительной экономической эффективности выставленного напряжения холостого хода на шинах тяговых подстанций участка Проектная - Новокузнецк-Восточный, полученного в результате имитационного моделирования, выполненного в разработанном программном комплексе расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока. Сравнение производится с существующим в эксплуатации напряжением холостого хода тяговых подстанций, выставленным по критерию минимизации технических потерь в СТЭ (см. п. 4.3).

Оценка предстоящих затрат и результатов осуществляется в пределах расчетного периода 7", продолжительность которого зависит от множества факторов. В нашем случае примем Т равным пяти годам (прогнозируемый срок службы). Расчетный период разбиваем на несколько шагов. Первый год, начиная с момента осуществления первого капитального вложения, разобьем поквартально на четыре шага, остальные четыре года эксплуатации программного комплекса будут соответствовать четырем шагам (каждый - по году).

Данный проект классифицируется как мероприятие с длительным сроком службы. Следовательно, необходимо соизмерение разновременных показателей путем приведения их к начальному моменту t равному нулю. Для этого используется норма дисконта Е, равная приемлемой для предприятия норме дохода. Для железных дорог, согласно рекомендациям [76] Е принимается равным 0,1. Приведение затрат и результатов, полученных на момент времени t, к начальному моменту времени осуществляется умножением их на коэффициент at, определяемый для постоянной нормы дисконта по формуле: at = (1 + E)-t. (5.1)

К основным показателям общей и сравнительной эффективности относятся чистый дисконтированный доход (ЧДД), индекс доходности (ИД), внутренняя норма доходности (ВНД) и срок окупаемости инвестиций То.

Величина ЧДД при постоянной норме дисконта определяется по формуле:

ЧДД = i(Pt-3t)at, (5.2) t=o где t - шаг расчета;

Pt - результаты, достигаемые на шаге t;

3t - затраты, текущие издержки и инвестиции, осуществляемые на том же шаге, без амортизационных отчислений.

Индекс доходности представляет собой отношение суммы приведенных эффектов к величине капиталовложений: Т

ХМ;}*, ид = -^-, (5.3)

ZKtat t=o где Kt - капиталовложения на t-м шаге;

3* - затраты на t-м шаге, за исключением капиталовложений и амортизационных отчислений.

Внутренняя норма доходности представляет собой такую норму дисконта, при которой величина приведенных эффектов за расчетный период t равна приведенным капиталовложениям. В этом случае ВНД является результатом решения уравнения: т Р т V Pt 3t £ Kt

1=о(1 + ВНД)1 t=o(l + ВНД) Срок окупаемости инвестиций То - это период времени от начала реализации проекта, за пределами которого ЧДД становится неотрицательным. Для его определения используется равенство: pt-3;)xt = £Ktat. (5.5) t=o t=o

5.2. Расчет капитальных вложений и эксплуатационных расходов

Под капитальными вложениями на транспорте понимают совокупность затрат, направляемых на создание новых объектов или приобретение технических средств. В составе капитальных вложений учитываются стоимость про-ектно-изыскательских, строительно-монтажных работ, оборудования, инструмента, инвентаря и прочие затраты. В данном случае требуемые капитальные вложения распределяются по трем кварталам первого года функционирования проекта, соответствующим трем первым расчетным шагам (табл. 5.1).

Капитальные вложения п/п Наименование затрат Затраты по шагам расчета (кварталы первого года), тыс. р. t= 1 t = 2 t = 3 Всего

Создание математической модели

1 СТЭ постоянного тока и разработка программного комплекса Опытные поездки с локомотивными бригадами, сбор информации по 200,0 200,0 400,0

2 режимам работы тяговых подстанций и данных по размерам и графику дви- - 100,0 — 100,0

3 4 жения поездов, внедрение программного обеспечения, обучения персонала Приобретение компьютера для исследовательских расчетов Прочие затраты Итого 200,0 40,0 27,0 167,0 27,0 227,0 40,0 54,0 594,0

Величины затрат, кроме п. 3 и 4 табл. 5.1, а также момент введения в эксплуатацию программного комплекса расчета СТЭ (через полгода с начала изысканий) определены на основании экспертных оценок, опыта автора и с учетом сложившейся на сегодняшний день практики разработки и внедрения программного обеспечения.

Специфика труда научных работников и программистов не позволяет с достаточной точностью определить затраченное на разработку время. Творческие элементы труда практически не нормируются, а определяются либо на основе экспертных оценок опытных программистов, либо жестко заданными сроками разработки, в которые программист обязан найти решение.

Технические элементы труда программистов достаточно хорошо поддаются нормированию, но точность таких норм имеет большой разброс в зависимости от множества факторов, поэтому будем придерживаться стандартных рассуждений: проект подобной сложности может быть реально осуществлен за полгода; сумма договора с заказчиком составит 400 тыс. р. включая все налоги, аванс составляет 50 % суммы договора; на заключительном этапе изысканий и разработки программного комплекса необходимо осуществить ряд опытных поездок с локомотивными бригадами, собрать информацию по режимам работы тяговых подстанций, данные по размерам и графику движения поездов, адаптировать программный комплекс к реальным условиям и обучить персонал. На все это уйдет сумма порядка 100 тыс. р.; необходимо приобретение достаточно мощного компьютера для осуществления имитационного моделирования работы СТЭ (двухпроцессорная система на базе Pentium IV, 128 Мбайт ОЗУ). По уровню цен середины 2004 г. это обойдется в 40 тыс. р.; непредвиденные затраты по существующей методике расчетов принимаются равными 10 % суммы всех остальных затрат.

В эксплуатационные расходы, связанные с внедрением данного проекта, входят техническое обслуживание и сопровождение программного комплекса, измерение параметров, определяющих внешние характеристики тяговых подстанций, и опытные поездки с локомотивными бригадами в период после сдачи комплекса в эксплуатацию. Их сумма с учетом непредвиденных расходов ориентировочно может составить 50 тыс. р. в год начиная со второго года.

5.3. Оценка экономического эффекта

Так как каждый год наблюдается увеличение стоимости электроэнергии на тягу поездов, то оценивать срок окупаемости инновации необходимо с учетом этого фактора. В расчетах принято, что стоимость 1 кВт-ч электроэнергии на тягу поездов равна 0,56 р., а ее ежегодное увеличение составляет 20 %.

По формулам 5.1 - 5.5 и в соответствии с данными параграфов 4.2, 4.3 и 5.2 получены следующие показатели экономической эффективности:

1) чистый дисконтированный доход (интегральный эффект) для расчетного периода Т составит 36 443 908 р. (данные для отдельных расчетных шагов представлены в табл. 5.2);

2) ИД = 63,93;

3) ВНД= 118,47;

4) Срок окупаемости То составит около восьми месяцев (данные для расчета Т0 приведены в табл. 5.3).

Таким образом, инновация окупится в пределах одного года после сдачи программного комплекса в эксплуатацию.

Заключение

Основная направленность диссертационных исследований связана с решением задачи повышения эффективности использования электрической энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения постоянного тока. В диссертационной работе исследовано состояние вопроса и произведен анализ существующих программных комплексов расчета СТЭ, которые позволяют решать довольно широкий круг задач, связанных с изучением процессов, происходящих в системе электрической тяги. Однако в данных имитационных моделях не предусматривается исследование вопроса повышения эффективности использования энергии рекуперации. Решение поставленной задачи связано с созданием программного комплекса расчета СТЭ, адекватно имитирующего работу электрифицированного участка железной дороги. Основные научные и практические результаты состоят в следующем.

1) Усовершенствована математическая модель СТЭ, позволяющая с достаточной степенью достоверности вести исследование эффективности использования рекуперируемой электрической энергии, в которой учитывается фактическое напряжение на токоприемнике электровоза, что дает возможность производить пересчет характеристик электровоза и контролировать уровень минимально и максимально допустимого напряжения.

2) Разработаны алгоритм и программное обеспечение, позволяющие производить анализ токораспределения рекуперированной электроэнергии и энергии, поступающей в СТЭ из системы внешнего электроснабжения, с целью проведения исследований эффективности использования рекуперируемой электрической энергии и ее влияния на основные показатели работы СТЭ.

3) Проведен полномасштабный эксперимент на действующем участке электрифицированной железной дороги, позволивший произвести оценку эффективности применения рекуперативного торможения и сравнительный анализ результатов натурных испытаний и математического моделирования.

4) Произведен анализ составляющих технических потерь в СТЭ при наличии на участке рекуперативного торможения, а также изучен вопрос влияния на них рекуперации электрической энергии. Выполненное исследование показало, что наличие на участке рекуперативного торможения приводит к снижению потерь в оборудовании тяговых подстанций и в некоторых случаях к снижению потерь в фидерах тяговых подстанций, но поскольку доминирующей составляющей потерь являются потери в тяговой сети, а они в связи с увеличением перетоков электрической энергии через шины тяговых подстанций при рекуперации также увеличиваются, суммарные технические потери в штатном режиме становятся выше суммарных технических потерь при отсутствии рекуперации электроэнергии.

5) Предложено при изучении вопросов надежности, рациональности рекуперативного торможения и эффективности использования энергии рекуперации в качестве основного показателя оценки применять не только объем избыточной энергии рекуперации, но и значение потенциально возможного увеличения рекуперируемой электрической энергии как показателя, более точно отражающего резервы рекуперативного торможения на участках с ограниченно установленными приемниками избыточной энергии рекуперации.

6) Разработан способ выбора уровня напряжения на тяговых подстанциях участка с ограниченно установленными инверторами, позволяющий снижать расход электроэнергии на тягу поездов посредством повышения эффективности использования энергии рекуперации. С помощью данного способа был осуществлен выбор напряжения холостого хода на шинах тяговых подстанций участка Проектная - Новокузнецк-Восточный, которое позволит за счет увеличения перетоков мощности рекуперации на 10,6% увеличить объем рекуперируемой на участке электрической энергии, более чем в два раза уменьшить количество срывов режима рекуперативного торможения и на 4,8 % снизить расход электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций.

Библиография Тарута, Павел Викторович, диссертация по теме Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

1. Айзинбуд К.С. Учет длины поезда в тяговых расчетах // Повышение эффективности эксплуатации локомотивов и совершенствование их конструкции. Межвузовский сборник научных трудов. Ростов-на-Дону, 1988.

2. Баранов JI.A. и др. Методика расчета оптимальных режимов ведения поездов и составления режимных карт на ПЭВМ с учетом реальных условий пропуска поездов по участкам // Отчет о НИР, закл. М.: МИИТ, 1992.

3. Баранов JI.А. Типовой комплекс программ для производства оптимальных тяговых расчетов // Отчет о НИР. М.: МИИТ, 1992.

4. Баранов JI.A., Ерофеев Е.В., Межох А.К. Алгоритмы управления движением поездов метрополитена с помощью управляющего вычислительного комплекса. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1978. вып. 612.

5. Бардушко В.Д. Анализ и параметрический синтез систем тягового электроснабжения.: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Иркутск, 2001. 264 с.

6. Бардушко В.Д., Уренев А.А. Определение типов поездов в исходных данных имитационных моделей систем электроснабжения. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1988. вып. 788.

7. Бесков Б.А. Проектирование систем энергоснабжения электрических железных дорог. М.: Трансжелдориздат, 1963. 471 с.

8. Бирюков Д.В. Специализированное моделирующее устройство для расчета параметров и исследования процессов электрической железной дороги. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1963. вып. 166.

9. Болыыев JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: ВЦ АН СССР, 1968. 474 с.

10. Болясный B.C., Чеботарев Ю.А. Исследование параметров элементови режимов системы электроснабжения на аналого-физической модели. Повышение качества электрической энергии на тяговых подстанциях: Сб. науч. тр. ОмИИТ, Омск. 1979.

11. Бурков А.Т., Варенцов В.М., Кузин С.Е. и др. Методы расчета систем тягового электроснабжения железных дорог. JL: ЛИИЖТ, 1985. 75 с.

12. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1968. 356 с.

13. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука,1978. 400 с.

14. Быкадоров A.JI., Доманский В.Т. Имитационное моделирование системы электроснабжения электрифицированного участка. Днепропетровск: ДИИТ, 1985. 60 с.

15. Быкадоров A.JL, Доманский В.Т. Расчет системы электроснабжения многопутных участков. Вестник ВНИИЖТа, М. 1981. № 5.

16. Быков В.И., Берестоненко К.М. Производство тяговых расчетов и fa определение эксплуатационных расходов по передвижению поездов. Сб. науч.тр. ЦНИИС, 1964. вып. 51.

17. Вальд А. Последовательный анализ. М.: Физматиздат, 1960. 328 с.

18. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976. 479 с.

19. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1984. 439 с.

20. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1962. 564 с.

21. Галиев И.И. и др. Разработка режимных карт вождения поездов повышенного веса на Кемеровской ж. д. / Отчет о НИР, закл. Омск: ОмИИТ, 1989.

22. Галиев И.И., Нехаев В.А., Горбачев А.Н., ЮрашЮ.В. Проблема нормирования электрической энергии на тягу поездов и оптимальное управление локомотивом // Материалы региональной научно-практической конференции «Транссиб-99». Новосибирск, 1999.

23. Гатальский Г.И. К вопросу решения уравнения движения поезда численными методами. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1975. вып. 74.

24. Гатальский Г.И. Оценка адекватности имитационной модели электрифицированной железной дороги. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1980. вып. 107.

25. Головичер Я.М. Оптимальное управление тяговым подвижным составом в системах автоведения магистральных железных дорог. Автореф. диссертационной работы на соискание ученой степени доктора технических наук. -М., 1994.

26. Горбачев А.Н. Методы расчета оптимальных программ ведения поезда. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Омск.: ОмГУПС, 2000.

27. Деев В.В., Ильин Г.А., Афонин Г.С. Тяга поездов. Под ред. В.В. Дее-ва. М.: Транспорт, 1987. 264 с.

28. Дидух Ю.И. Методика определения основных параметров модели электрической железной дороги постоянного тока. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1973. вып. 65.

29. Доманский В.Т. Имитационное моделирование на ЭВМ сложных схем питания системы электроснабжения. Сб. науч. тр. РИИЖТ, Ростов-на-Дону. 1979. вып. 153.

30. Ерофеев Е.В. Определение оптимального по расходу электроэнергии перегонного времени хода поезда метрополитена // Вестник ВНИИЖТ. 1979. №2.

31. Ерофеев Е.В. Оптимизация программ систем автоведения. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1980. вып. 661.

32. Ерофеев Е.В. Принципы построения систем автоведения поездов метрополитена и пассажирских поездов при электрической тяге. Автореф. диссертационной работы на соискание ученой степени доктора технических наук.-М., 1985.

33. Ерофеев Е.В., Головичер Я.М. Исследование алгоритмов программных систем автоведения пассажирских поездов. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1978. вып. 612.

34. Идельчик В.И. Расчеты установившихся режимов электрических систем. -М.: Энергия, 1977. 192 с.

35. Изволенский JI.B. Выбор ступеней сопротивлений для схемы поглощения энергии рекуперации // Электричество. 1955. № 2.

36. Ильяшенко В.П. Специализированное вычислительное устройство для анализа и проверки режимов работы системы электроснабжения. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1980. вып. 107.

37. Казанцев В.П. Методика выполнения тяговых расчетов на ЭЦВМ. Сб. науч. тр. БелИИЖТ, 1968. вып. 68.

38. Кисляков А.В. Об алгоритмах тяговых расчетов при проектировании системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1984. вып. 121.

39. Кисляков А.В. Тяговые расчеты на ЭВМ для магистральных электрифицированных железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1983. вып. 117.

40. Кисляков В.А. О расчетном режиме для определения мощности и размещения приемников избыточной энергии рекуперации. Сб. науч. тр. МИИТ,М. 1965. вып. 199.

41. Кисляков В.А., Андреев В.В., Привезенцев Н.Н., Радомская Е.В. Опыт разработки и эксплуатации программного комплекса для расчета пропускной способности системы тягового электроснабжения. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1988. вып. 788.

42. Кисляков В.А., Привезенцев Н.Н., Радомская Е.В. Программный комплекс для расчета пропускной способности системы тягового электроснабжения. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1988. вып. 788.

43. Костромин А.М. Оптимизация управления локомотивом. М.: Транспорт, 1979. 119 с.

44. Кувичинский А.Н. Принципы проведения отсеивающих экспериментов при имитационном моделировании системы электроснабжения. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1988. вып. 788.

45. Кузин С.Е. Методы расчета системы электроснабжения электрических железных дорог. Л.: ЛИИЖТ, 1970. 94 с.

46. Куликов П.Б. О расчетном режиме для выбора параметров приемников избыточной энергии рекуперации на участках с холмистым профилем. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1980. вып. 107.

47. Куликов П.Б. Организация расчетов основных параметров системы электроснабжения участка переменного тока с помощью подсистемы САПР-эл. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

48. Кучумов В.А., Ребрик Б.Н. Рекуперация электроэнергии: достижения и резервы // Железнодорожный транспорт. 2002. №11.

49. Лисицын А.Л., Мугинштейн Л.А. Реальные режимы работы грузовых электровозов постоянного тока на грузонапряженных участках. Сб. науч. тр. ВНИИЖТ, М. 1985.

50. Лисицын В.М. Приемники избыточной энергии рекуперации. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1956. вып. 90/13.

51. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988. 232 с.

52. Максимей И.В. Математическое моделирование больших систем. -Минск: Высшая школа, 1985. 120 с.

53. Марквардт Г.Г. Алгоритм тягового расчета при заданном времени хода по участку постоянного тока с учетом изменяющегося напряжения на токоприемнике электровоза в режимах тяги и рекуперации. Сб. науч. тр. ВНИИЖТ, М. 1974. вып. 520.

54. Марквардт Г.Г. Исходные положения по созданию математической модели процесса работы устройств электроснабжения электрических железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1969. вып. 37.

55. Марквардт Г.Г. Определение избыточной энергии рекуперации. Сб. науч. тр. МИИТ, М. 1957. вып. 96.

56. Марквардт Г.Г, Перспективы применения имитационного моделирования системы электроснабжения электрических железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1981. вып. 115.

57. Марквардт Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения. -М.: Транспорт, 1972. 225 с.

58. Марквардт Г.Г., Белов Е.Ф. Модель электрической железной дороги переменного тока. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1969. вып. 41.

59. Марквардт Г.Г., Бесков Б.А. Расчетная модель электрической железной дороги. Сб. науч. тр. МИИТ, 1956. вып. 90/13.

60. Марквардт Г.Г., Ильяшенко В.П. Применение гибридного устройства для расчета системы энергоснабжения электрических железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1976. вып. 86.

61. Марквардт Г.Г., Ильяшенко В.П., Громов B.C. Цифровое устройство аналого-цифрового комплекса для расчета и исследования системы электроснабжения электрических железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1978. вып. 96.

62. Марквардт Г.Г., Кисляков А.В., Фомина З.А. Моделирование на ЭВМ графика движения поездов для расчета системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

63. Марквардт Г.Г., Куликов П.Б., Тимченко Ю.Л. Автоматизация расчетов по выбору параметров устройств электроснабжения при проектировании. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1980. вып. 107.

64. Марквардт Г.Г., Куликов П.Б., Тимченко Ю.Л. Автоматизация расчетов по выбору устройств электроснабжения при проектировании. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1980. вып. 107.

65. Марквардт Г.Г., Полякова Т.В. Алгоритм воспроизведения на ЭЦВМ процесса изменения тяговой нагрузки при расчете системы энергоснабжения. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1973. вып. 65.

66. Марквардт Г.Г., Сухопрудский Н.Д. Перспективы применения микропроцессорной техники в системе тягового электроснабжения. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1984. вып. 121.

67. Марквардт К.Г. Работа системы энергоснабжения при рекуперации энергии // Техника железных дорог. 1955. № 7.

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

69. Марквардт К.Г., Быкадоров А.Л. Матричный метод расчета тяговых сетей. Сб. науч. тр. РИИЖТ, Ростов-на-Дону. 1976. вып. 132.

70. Марквардт К.Г., Марквардт Г.Г., Гатальский Г.И. Учет напряжения в тяговых сетях // Железнодорожный транспорт. 1977. № 5.

71. Марский В.Е. Методика и программа расчета параметров многопроходных тяговых сетей переменного тока на ЭВМ серии ЕС. М.: Трансэлек-тропроект, 1987. 78 с.

72. Мельников Н.А. Матричный метод анализа электрических цепей. -М.: Энергия, 1976. 232 с.

73. Методика определения экономической эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. -М.: Транспорт, 1999.

74. Мирошниченко Р.И. Режимы работы электрифицированных участ-^ ков. М.: Транспорт, 1982. 207 с.

75. Мирошниченко Р.И., Гочуа М.С., Палей Д.А., Пузанов Н.Я., Уланов-ский М.Б. Решение задач энергоснабжения на электронных машинах. М.: Транспорт, 1971. 168 с.

76. Модель электрической железной дороги переменного тока (расчетный стол). Отчет по научно-исследовательской работе. М., ВЗИИТ, 1968.

77. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. 208 с.

78. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями эко-rfc номических систем. М.: Мир, 1975. 435 с.

79. Нехаев В.А. Оптимизация режимов ведения поезда с учетом критериев безопасности движения (методы и алгоритмы). Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Омск.: ОмГУПС, 2000.

80. Носов В.И., Коваленко В.А., ШилерВ.Г. Эффективность рекуперации можно повысить: опыт Западно-Сибирской дороги // Локомотив. 2004. № 1.

81. Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов. М.: УМК МПС России, 2000. 592 с.

82. Паристый И.Л., Черепашенец Р.Г. Вождение поездов повышенного веса и длины. -М.: Транспорт, 1983. 240 с.

83. Плакс А.В., ЛяндаА.А. Оптимизация режимов движения поездов метрополитена // Вестник ВНИИЖТ, 1981. № 6.

84. Полякова Т.В. Анализ алгоритма расчета мгновенных схем в системе энергоснабжения. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1972. вып. 63.

85. Постол Б.Г. Тяговые расчеты на ЭЦВМ «Урал-14Ц». Тезисы докладов на НТК «Повышение эффективности применения и использования средств вычислительной техники», М., 1971.

86. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. -М.: Транспорт, 2002. 191 с.

87. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1969. 315 с.

88. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 287 с.

89. Пузанов Н.Я. Расчет на ЭЦВМ кривых движения поезда. Вестник ЦНИИ МПС, 1966. №4.

90. Родина Л.С. Математическое моделирование систем электроснабжения. М.: Моск. энерг. ин-т, 2003.

91. Розенфельд В.Е. Расчет тяговых сетей. М.: Гостранстехиздат, 1937. 273 с.

92. Розенфельд В.Е.} Сидоров Н.Н., Кузин С.Е., Власов И.И. Электрические железные дороги. — М.: Трансжелдориздат, 1957. 431 с.

93. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1985. 271 с.

94. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998. 319 с.

95. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 2001. 343 с.

96. Справочник по электроснабжению железных дорог. / Под. ред. К.Г. Марквардта-М.: Транспорт, 1980. 256 с.

97. Строев В.А., Зуев Э.Н. Уравнения установившегося режима электрической системы и методы их решения. М.: Моск. энерг. ин-т, 1981.

98. Тарута П.В. Программа тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения // Вузы Сибири и Дальнего Востока Транссибу. Материалы региональной научно-практической конф. Новосибирск, 2002.

99. Тарута П.В. Программа тяговых расчетов для моделирования работы системы тягового электроснабжения // Вузы Сибири и Дальнего Воетока Транссибу. Тезисы региональной научно-практической конф. Новосибирск, 2002.

100. Тер-Оганов Э.В. Имитационная модель работы системы электроснабжения двухпутного электрифицированного участка. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, 1983. вып. 117.

101. Тер-Оганов Э.В. Применение имитационного моделирования для расчета и анализа работы системы электроснабжения. Екатеринбург: УЭМИИТ, 1993. 57 с.

102. Тер-Оганов Э.В., ЛуковкинК.П. Оценка технико-экономической целесообразности установки инверторов на основе учета действительных условий эксплуатации // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транс

103. Ф порта: технические средства и проблемы безопасности на железнодорожном транспорте, верхнее строение пути. Материалы Всероссийской научно-технической конференции. Екатеринбург, 2003.

104. Тимченко Ю.Л. К вопросу моделирования работы системы энергоснабжения однопутных линий. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1978. вып. 96.

105. Улановский М.Б. К решению уравнения движения при электрической тяге. Сб. науч. тр. ЦНИИ МПС, 1970. вып. 412.

106. З.Фомина З.А. Моделирование графика движения поездов двухпутного участка с временно однопутным перегоном. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1984. вып. 121.

107. Фомина З.А. Новый алгоритм имитационного моделирования системы электроснабжения на ЭВМ. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1983. вып. 117.

108. Фомина З.А. Применение имитационной модели для решения задач энергодиспетчера. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

109. Фукс H.JI. Оптимизация приема энергии рекуперации // Железнодорожный транспорт. 1983. № 3.

110. Фукс H.JL, Бардушко В.Д. Аналого-цифровое вычислительное устройство для расчета режимов и параметров устройств электроснабжения. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

111. Шаракшанэ А.С. и др. Сложные системы. М.: Высшая школа, 1977. 247 с.

112. Шаракшанэ А.С., ЖелезноеИ.Г. Испытания сложных систем. М.: Высшая школа, 1974. 184 с.

113. Шиловская Р.В. Новый метод расчета системы энергоснабжения метрополитена с применением электронной вычислительной машины. «Транспортное строительство», № 8, 1968.

114. Шиловская Р.В., Полякова Т.В. Расчет токораспределения в тяговой сети метрополитена при рекуперации. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

115. Шиловская Р.В., Полякова Т.В., Воронова Н.В. Алгоритм расчета тяговой сети в системе автоматизированного проектирования электроснабжения метрополитенов. Сб. науч. тр. ВЗИИТ, М. 1981. вып. 115.

116. Электрические системы. Кибернетика электрических систем. Под ред. Веникова В.А. М.: Высшая школа, 1974. 328 с.

117. Эффективность и надежность рекуперации на электрифицированных дорогах постоянного тока. Труды ВНИИЖТ, М. 1965. вып. 291.щ

Похожие работы

Транспорт
05.22.00