ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА МОСКОВСКОМ ЦЕНТРАЛЬНОМ КОЛЬЦЕ
https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-5-58-77
Аннотация
В мире получают всё большее распространение системы городских железных дорог, использующих современные технологии организации движения поездов, безопасности, тяги и инфраструктуры. Одним из примеров их интеграции в городскую транспортную систему мегаполиса стало создание Московского центрального кольца.
При этом создание ипостоянная модернизация систем таких железных дорог впроцессе эксплуатации генерируют новые инновационные подходы, в том числе и в сфере электроснабжения.
Электротяговая нагрузка системы тягового электроснабжения Московского центрального кольца обладает рядом особенностей, связанных с преобладанием на участке пассажирского движения и частыми сменами режимов работы электропоездов. Высокая частота применения рекуперативного торможения на участке обусловливает постановку задачи о выработке комплекса мероприятий по повышению эффективности работы системы тягового электроснабжения по критерию снижения показателей нагрузочной способности и повышения показателей энергетической эффективности. Одним из мероприятий по решению задач указанной проблематики является применение в системе тягового электроснабжения систем накопления электроэнергии.
Целью представленных исследований является оценка эффективности применения накопителей электроэнергии в системе тягового электроснабжения Московского центрального кольца. В исследованиях используются методы статистической обработки данных измерений и имитационного моделирования. Имитационное моделирование взаимодействия электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения в условиях Московского центрального кольца позволяет получить характеристики графика нагрузки систем накопления электроэнергии и напряжения на шинах постов секционирования, оценить продолжительность эпизодов работы в режимах заряда и разряда, их количество и соответствующие суммарные объёмы электроэнергии за сутки.
Полученные результаты позволяют оценить технические характеристики различных видов накопителей электроэнергии применительно к условиям работы в системе тягового электроснабжения Московского центрального кольца иопределить экономическую эффективность мероприятия.
При этом создание ипостоянная модернизация систем таких железных дорог впроцессе эксплуатации генерируют новые инновационные подходы, в том числе и в сфере электроснабжения.
Электротяговая нагрузка системы тягового электроснабжения Московского центрального кольца обладает рядом особенностей, связанных с преобладанием на участке пассажирского движения и частыми сменами режимов работы электропоездов. Высокая частота применения рекуперативного торможения на участке обусловливает постановку задачи о выработке комплекса мероприятий по повышению эффективности работы системы тягового электроснабжения по критерию снижения показателей нагрузочной способности и повышения показателей энергетической эффективности. Одним из мероприятий по решению задач указанной проблематики является применение в системе тягового электроснабжения систем накопления электроэнергии.
Целью представленных исследований является оценка эффективности применения накопителей электроэнергии в системе тягового электроснабжения Московского центрального кольца. В исследованиях используются методы статистической обработки данных измерений и имитационного моделирования. Имитационное моделирование взаимодействия электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения в условиях Московского центрального кольца позволяет получить характеристики графика нагрузки систем накопления электроэнергии и напряжения на шинах постов секционирования, оценить продолжительность эпизодов работы в режимах заряда и разряда, их количество и соответствующие суммарные объёмы электроэнергии за сутки.
Полученные результаты позволяют оценить технические характеристики различных видов накопителей электроэнергии применительно к условиям работы в системе тягового электроснабжения Московского центрального кольца иопределить экономическую эффективность мероприятия.
Ключевые слова
транспорт,
железная дорога,
городской транспорт,
электротехника,
электропоезда,
система тягового электроснабжения,
Московское центральное кольцо,
график электрической нагрузки,
системы накопления электроэнергии,
имитационное моделирование,
напряжение стабилизации,
степень заряженности,
энергоёмкость
При поддержке: Исследования выполнены при поддерж- ке Российского фонда фундаментальных исследований по гранту № 17-20-01148 офи_м_РЖД/18.
Об авторах
В. Т. Черемисин
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой подвижного состава электрических железных дорог, директор научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте
Омск
В. Л. Незевак
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)
Россия
Россия
кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник Научно-исследовательской части, доцент кафедры электроснабжения железнодорожного транспорта электромеханического факультета
Омск
Список литературы
1. Розенберг Е. Н. Московское центральное кольцо: инновационные решения // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. – 2016. – № 4. – С. 42–45.
2. Агафонов Е. В. Новые технические средства ЖАТ на МЦК // Автоматика, связь, информатика. – 2017. – № 2. – С. 12–14.
3. Незевак В. Л., Шатохин А. П. Характеристика тяговой нагрузки для определения параметров накопителя электрической энергии // Мир транспорта. – 2018. – № 2. – С. 84–94.
4. Черемисин В. Т., Незевак В. Л., Перестенко А. Е. Характеристики профилей пути на электрифицированных участках железных дорог в аспекте классификации типов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2017. – № 2. – С. 118–128.
5. Незевак В. Л. Совершенствование модели влияния параметров графика движения поездов на тяговое электропотребление на участках постоянного и переменного тока c I и II типом профиля пути при помощи регрессионных моделей и нейронных сетей // Вестник транспорта Поволжья. – 2017. – № 6. – С. 34–44.
6. Wanzhong Zhao, Gang Wu, Chunyan Wang, Leiyan Yu, Yufang Li. Energy transfer and utilization efficiency of regenerative braking with hybrid energy storage system. Journal of Power Sources, 2019, Vol. 427, pp. 174–183.
7. Caralis, G., Christakopoulos, T., Karellas, S., Gao Zhiqiu. Analysis of energy storage systems to exploit wind energy curtailment in Crete. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, Vol. 103, рр. 122–139. DOI: 10.1016/j.rser.2018.12.017.
8. Cabello, J. M., Roboam, X., Junco, S., Turpin, C. Direct sizing and characterization of energy storage systems in the energy-power plane. Mathematics and Computers in Simulation, 2019, Vol. 158, pp. 2–17. DOI: 10.1016/j.matcom.2018.04.002.
9. Jiang, Haoran & Wei, Lei & Fan, XinZhuang & Xu, Jianbo & Shyy, Wei & Zhao, Tianshou. A novel energy storage system incorporating electrically re-chargeable liquid fuels as the storage medium. Science Bulletin, 2019, Vol. 64, Iss. 4, pp. 270–280. DOI: 10.1016/j.scib.2019.01.014.
10. Hejun Yang, Yeyu Zhang, Yinghao Ma, Ming Zhou, Xi Yang. Reliability evaluation of power systems in the presence of energy storage system as demand management resource. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019, Vol. 110, pp. 1–10.
11. Shevlyugin, M. V., Korolev, A. A., Golitsyna, A. E., Pletnev, D. S. Electric stock digital twin in a subway traction power system. Russian Electrical Engineering, 2019, Vol. 90, Iss. 9, pp. 647–652. DOI: 10.3103/s1068371219090098.
12. Гречишников В. А., Шевлюгин М. В. Эксплуатация накопителя энергии на метрополитене // Мир транспорта. – 2013. – № 5. – С. 54–58.
13. Титова Т. С., Евстафьев А. М. Повышение энергетической эффективности локомотивов с накопителями энергии // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2017. – № 2. – С. 200–210.
14. Вильгельм А. С., Незевак В. Л., Черемисин В. Т. Пути повышения энергоэффективности на малом кольце Московской железной дороги с использованием инверторов // Транспорт Урала. – 2014. – № 3. – С. 90–94.
15. Черемисин В. Т., Незевак В. Л., Шатохин А. П. Повышение энергетической эффективности системы тягового электроснабжения в условиях работы постов секционирования с накопителями электрической энергии // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – № 10. – С. 54–64.
16. Комяков А. А., Эрбес В. В., Незевак В. Л. Оценка эффективности параллельной работы выпрямительных преобразователей тяговых подстанций на основе данных измерительных систем // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2015. – № 2. – С. 137–143.
17. Черемисин В. Т., Незевак В. Л., Эрбес В. В. Результаты оценки режимов работы активных и пассивных постов секционирования в системе тягового электроснабжения с целью выбора параметров накопителей электроэнергии // Известия Транссиба. – 2017. – № 3. – С. 132–143.
18. Незевак В. Л. Моделирование режимов нагрузки на шинах постов секционирования при работе в системе тягового электроснабжения накопителей электроэнергии // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2017. – № 4. – С. 159–170.
19. Nezevak, V., Shatokhin, A. Interaction’s Simulation Modeling of Electric Rolling Stock and Electric Traction System. 2019 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), Chelyabinsk, Russia, 2019, pp. 410–416. DOI: 10.1109/uralcon.2019.8877672.
20. Незевак В. Л. Моделирование режимов работы накопителя электроэнергии на шинах поста секционирования в условиях пропуска тяжеловесных поездов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2018. – № 3. – С. 47–57.
21. Язвинская Н. Н. Моделирование работы щелочных аккумуляторов // Научный альманах. – 2016. – № 8–1. – С. 314–319.
22. Галушкин Н. Е., Кукоз Ф. И., Язвинская Н. Н. и др. Моделирование работы аккумуляторов // Шахты: ЮРГУЭС. – 2009. – 199 с.
23. Галушкин Н. Е., Кукоз Ф. И., Язвинская Н. Н. и др. Структурное моделирование работы электрохимических аккумуляторов // Шахты: ЮРГУЭС. – 2009. – 192 с.
Рецензия
Для цитирования:
Черемисин В.Т., Незевак В.Л. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА МОСКОВСКОМ ЦЕНТРАЛЬНОМ КОЛЬЦЕ. Мир транспорта. 2019;17(5):58-77. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-5-58-77
For citation:
Cheremisin V.T., Nezevak V.L. EFFICIENCY OF ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEMS ON THE MOSCOW CENTRAL CIRCLE. World of Transport and Transportation. 2019;17(5):58-77. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-5-58-77
Просмотров:
356
Послать статью по эл. почте 