Научная статья на тему 'Оценка потенциала повышения энергоэффективности Московского центрального кольца за счет применения выпрямительно-инверторных преобразователей'

Оценка потенциала повышения энергоэффективности Московского центрального кольца за счет применения выпрямительно-инверторных преобразователей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
50
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ / РЕКУПЕРАЦИЯ / ТЯГА ПОЕЗДОВ / ТЯГОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ / ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ / ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ / POWER CONSUMPTION / RECOVERY / TRACTION OF TRAINS / TRACTION SUBSTATIONS / RECTIFIER-INVERTER CONVERTERS / ENERGY LOSSES

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Черемисин Василий Титович, Никифоров Михаил Михайлович, Вильгельм Александр Сергеевич

В настоящей статье представлены результаты расчетов изменения показателей энергоэффективности Московского центрального кольца, таких как удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, удельная рекуперация, технические потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения при ее передаче к электроподвижному составу, в том числе технические потери энергии рекуперации, в зависимости от различных вариантов установки выпрямительно-инверторных преобразователей на тяговых подстанциях участка.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Черемисин Василий Титович, Никифоров Михаил Михайлович, Вильгельм Александр Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF THE MOSCOW CENTRAL RING ENERGY EFFICIENCY POTENTIAL THROUGH THE USE OF RECTIFIER-INVERTER CONVERTERS

This article presents the results of changes calculations in the energy efficiency indicators of the Moscow Central Ring, such as the specific consumption of electricity released for traction by trains of traction substation meters, specific recovery, technical losses of electricity in the traction power supply system when it is transferred to electric rolling stock, including technical recuperation energy loss, depending on various installation options of rectifier-inverter converters in traction substations part.

Текст научной работы на тему «Оценка потенциала повышения энергоэффективности Московского центрального кольца за счет применения выпрямительно-инверторных преобразователей»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Филиппов, В. М. К вопросу изнашивания элементов контактных пар устройств токосъема электрического транспорта при высокоскоростном движении [Текст] / В. М. Филиппов, О. А. Сидоров, С. А. Ступаков // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2019. - № 3 (39). - С. 49 - 57.

Philippov V. M., Sidorov O. A., Stupakov S. A. To the question about wearing of contact couples elements of electric transport current devices for high speed movement. Journal of Transsib Railway Studies, 2019, vol. 3, no. 39, pp. 49 - 57 (In Russian).

УДК 621.331

В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МОСКОВСКОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО КОЛЬЦА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Аннотация. В настоящей статье представлены результаты расчетов изменения показателей энергоэффективности Московского центрального кольца, таких как удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, удельная рекуперация, технические потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения при ее передаче к электроподвижному составу, в том числе технические потери энергии рекуперации, в зависимости от различных вариантов установки выпрямительно-инверторных преобразователей на тяговых подстанциях участка.

Ключевые слова: расход электроэнергии, рекуперация, тяга поездов, тяговые подстанции, выпрямитель-но-инверторные преобразователи, потери энергии.

Vasiliy T. Cheremisin, Mikhail M. Nikiforov, Alexander S. Vilgelm

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

ASSESSMENT OF THE MOSCOW CENTRAL RING ENERGY EFFICIENCY POTENTIAL THROUGH THE USE OF RECTIFIER-INVERTER CONVERTERS

Abstract. This article presents the results of changes calculations in the energy efficiency indicators of the Moscow Central Ring, such as the specific consumption of electricity released for traction by trains of traction substation meters, specific recovery, technical losses of electricity in the traction power supply system when it is transferred to electric rolling stock, including technical recuperation energy loss, depending on various installation options of rectifier-inverter converters in traction substations part.

Keywords: power consumption, recovery, traction of trains, traction substations, rectifier-inverter converters, energy losses.

Улучшение показателей энергетической эффективности в границах полигона Московского центрального кольца (МЦК) является актуальной задачей. Для оценки возможности увеличения доли реализованной энергии, вырабатываемой при использовании рекуперативного торможения электропоездами [1 - 5], за счет применения на участке перспективных средств накопления [6] и преобразования энергии специалистами Омского государственного университета путей сообщения были выполнены расчеты показателей энергетической эффективности данного участка для различных вариантов установки выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИПов) на тяговых подстанциях постоянного тока с целью определения их оптимального количества и мест установки.

С этой целью была создана расчетная модель работы системы тягового электроснабжения полигона МЦК в условиях действующей организации движения поездов. На основании результатов выполненных натурных экспериментов были проанализированы показатели работы на участке электропоездов постоянного тока ЭС2Г: скоростные режимы, кривые токо-

потребления и рекуперации, расход энергии и объемы рекуперации за поездку и по перегонам в отдельности. При создании расчетной модели был использован также суточный исполненный график движения поездов за экспериментальные сутки и на его основе выполнены электрические расчеты, по результатам которых стало возможным определять основные показатели энергоэффективности работы системы тягового электроснабжения в границах полигона МЦК.

К основным рассматриваемым в работе показателям энергоэффективности относятся следующие:

- удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций;

- удельная рекуперация по счетчикам электропоездов;

- технические потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения при ее передаче к электроподвижному составу [7, 8];

- технические потери энергии рекуперации в системе тягового электроснабжения [9].

Полигон МЦК получает питание от пяти тяговых подстанций [10]. В настоящей работе

рассмотрены все комбинации установки от одного до пяти ВИПов на тяговых подстанциях МЦК и дана оценка возникающего при этом эффекта.

Существует пять вариантов установки одного ВИПа на тяговые подстанции полигона МЦК: 1 - на тяговую подстанцию Андроновка, 2 - на тяговую подстанцию Окружная, 3 - на тяговую подстанцию Москва-Киевская, 4 - на тяговую подстанцию Покровско-Стрешнево, 5 - на тяговую подстанцию Белокаменная. Данные варианты с расчетными значениями суточного эффекта в натуральном выражении от установки одного ВИПа на полигоне МЦК представлены в таблице 1.

Из данных таблицы 1 видно, что наибольший потенциал возврата энергии рекуперации по ВИПу имеет тяговая подстанция Андроновка (1-й вариант) - 9 396 кВтч в сутки. В этом случае абсолютный расход энергии на полигоне МЦК в сутки сократится на 9,7 % (14 588 кВтч) и составит 136 076 кВтч.

Значения основных составляющих энергетической эффективности для пяти вариантов установки одного ВИПа представлены на диаграммах: на рисунке 1 - удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций и удельная рекуперация, на рисунке 2 - технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ.

Таблица 1 - Величины суточного эффекта в натуральном выражении (кВт ч) от установки одного ВИПа на полигоне МЦК

Объем возврата энергии по ВИПам тяговых подстанций Вариант установки ВИПов на тяговые подстанции

1 2 3 4 5

Андроновка 9396 0 0 0 0

Окружная 0 7857 0 0 0

Москва-Киевская 0 0 5392 0 0

Покровско-Стрешнево 0 0 0 1865 0

Белокаменная 0 0 0 0 1666

Итого 9396 7857 5392 1865 1666

Расход энергии по тяговым подстанциям 136076 136318 137345 142299 143850

Сокращение расхода по тяговым подстанциям за счет ВИПов 14588 14346 13319 8365 6814

Рисунок 1 - Диаграмма значений удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, и удельной рекуперации для вариантов установки одного ВИПа на тяговые подстанции МЦК

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

- технические потери энергии рекуперации в СТЭ;

- технические потери энергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС

Рисунок 2 - Диаграмма значений технических потерь электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технических потерь энергии рекуперации в СТЭ для вариантов установки одного ВИПа

на тяговые подстанции МЦК

Из рисунка 1 видно, что установка одного ВИПа на тяговой подстанции Андроновка (1-й вариант) позволит увеличить величину удельной рекуперации по участку до 191,3 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 22,1 % относительно уровня удельной рекуперации для текущих условий - без ВИПов на тяговых подстанциях. Это позволит сократить также величину удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций до значения 197,9 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 9,7 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий - без ВИПов. Это достигается за счет увеличения величины реализованной энергии рекуперации до 97,3 % от абсолютной величины (131 518 кВт-ч). В данном случае нереализованной остается лишь 3 604 кВтч энергии рекуперации в сутки.

Из рисунка 2 видно, что установка ВИПа на тяговой подстанции Андроновка (1-й вариант) является оптимальным вариантом и с точки зрения таких показателей, как технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ, которые имеют наименьшие значения из рассмотренных вариантов установки одного ВИПа на полигоне МЦК - 4,20 и 4,39 % соответственно.

Установка двух ВИПов на пяти тяговых подстанциях полигона МЦК может быть осуществлена десятью различными вариантами. Все варианты, а также величины суточного эффекта в натуральном выражении от установки двух ВИПов на полигоне МЦК представлены в таблице 2, из данных которой видно, что наибольший потенциал возврата энергии ре-

куперации по ВИПам имеют тяговые подстанции Андроновка и Окружная (1-й вариант) -10 707 кВтч в сутки. В этом случае абсолютный расход энергии на полигоне МЦК в сутки сократится на 9,7 % (14 563 кВтч) и составит 136 101 кВтч.

Значения основных показателей энергетической эффективности для десяти вариантов установки двух ВИПов представлены на диаграммах: на рисунке 3 - удельный расход электроэнергии по счетчикам тяговых подстанций и удельная рекуперация, на рисунке 4 - технические потери электроэнергии.

Но.чср варианта расчета

- удельная рекуперация; шш _ удельный расход по счетчикам тяговых подстанций; - - - удельный расход по счетчикам подстанций без ВИ11ов; ----- удельная рекуперация без ВИПов

Рисунок 3 - Диаграмма значений удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций и удельной рекуперации для десяти вариантов установки двух ВИПов на тяговые подстанции МЦК

Рисунок 4 - Диаграмма значений технических потерь электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технических потерь энергии рекуперации в СТЭ для десяти вариантов установки двух ВИПов

на тяговые подстанции МЦК

Таблица 2 - Величины суточного эффекта в натуральном выражении (кВтч) от установки двух ВИПов на полигоне МЦК

Объем возврата энергии по ВИПам тяговых подстанций, кВтч Вариант установки ВИПов на тяговые подстанции

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Андроновка 8049 9083 9099 9420 0 0 0 0 0 0

Окружная 2658 0 0 0 7981 7455 7428 0 0 0

Москва-Киевская 0 859 0 0 996 0 0 5131 4925 0

Покровско-Стрешнево 0 0 564 0 0 948 0 973 0 1293

Белокаменная 0 0 0 898 0 0 1279 0 1222 1267

Итого 10707 9942 9663 10318 8977 8403 8707 6104 6147 2560

Расход энергии по тяговым подстанциям, кВтч 136101 136111 136099 136103 136250 136148 136134 137294 137269 142305

Сокращение расхода по тяговым подстанциям за счет ВИПов, кВтч 14563 14553 14565 14561 14414 14516 14530 13370 13395 8359

Из рисунка 3 видно, что установка двух ВИПов на тяговые подстанции Андроновка и Окружная (1-й вариант) позволит увеличить величину удельной рекуперации по участку до 193,0 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 23,2 % относительно уровня удельной рекуперации для текущих условий - без ВИПов на тяговых подстанциях. Это позволит также сократить величину удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, до значения 198,0 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 9,7 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий - без ВИПов. Это достигается за счет увеличения величины реализованной энергии рекуперации до 98,2 % от абсолютной величины (132 708 кВт-ч). В данном случае нереализованной остается лишь 2 414 кВтч энергии рекуперации в сутки.

Из рисунка 4 видно, что установка ВИПов на тяговых подстанциях Андроновка и Окружная (1-й вариант) является оптимальным вариантом с точки зрения таких показателей, как технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ, которые имеют наименьшие значения из рассмотренных вариантов установки ВИПов на полигоне МЦК - 4,09 и 4,27 % соответственно.

Существует десять вариантов установки трех ВИПов на пяти тяговых подстанциях полигона МЦК. Все варианты, а также величины суточного эффекта в натуральном выражении от установки трех ВИПов на полигоне МЦК представлены в таблице 3, из которой видно, что наибольший потенциал возврата энергии рекуперации по ВИПам имеет вариант с установкой ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная и Москва-Киевская (1-й вариант) -11 651 кВтч в сутки. В этом случае абсолютный расход энергии на полигоне МЦК в сутки сократится на 9,64 % (14 521 кВтч) и составит 136 143 кВтч.

При этом наибольшее сокращение расхода энергии по тяговым подстанциям соответствует вариантам установки ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная и Покровско-Стрешнево (вариант 2), а также Андроновка, Окружная и Белокаменная (вариант 3) - 136 123 и 136 128 кВтч соответственно.

Значения основных показателей энергетической эффективности для десяти вариантов установки трех ВИПов представлены на диаграммах: на рисунке 5 - удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, и удельная

рекуперация, на рисунке 6 - технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ.

= —'

й

в, _ s о

с Е

1>

■ 1 g *

Я =>

- PQ

= -Л

Л —

£

2] 4,3

198.0

194,

1198,0

19SJ)

198,1

198,1

199,7

19S.0

ш lilt 1

163 ,5 ||

192.6;

193,3

19S.0

Д—шЩшг

198,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

192-Ж 193,(в 191.1

198,1

220 210 200 190 180 170 160

123456789 10

Номер варианта расчета

- удельная рекуперация;

.......... - удельный расход по счетчикам тяговых подстанций;

--- удельный расход по счетчикам подстанций без ВИПов;

- — - удельная рекуперация без ВИПов

Рисунок 5 - Диаграмма значений удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, и удельной рекуперации для десяти вариантов установки трех ВИПов на тяговые подстанции МЦК

Таблица 3 - Величины суточного эффекта в натуральном выражении (кВтч) от установки трех ВИПов на полигоне МЦК

Объем возврата энер- Вариант установки ВИПов на тяговые подстанции

гии по ВИПам тяговых подстанций, кВтч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Андроновка 8009 7913 8205 0 0 0 9309 9027 9412 0

Окружная 3057 2618 2604 8046 7965 0 0 0 0 7436

Москва-Киевская 585 0 0 521 558 5096 805 864 0 0

Покровско-Стрешнево 0 485 0 960 0 420 0 438 527 441

Белокаменная 0 0 818 0 1215 1218 762 0 707 1202

Итого 11651 11016 11627 9527 9738 6734 10876 10329 10646 9079

Расход энергии по тяговым подстанциям, кВтч 136143 136123 136128 136197 136174 137298 136136 136156 136127 136157

Сокращение расхода по тяговым подстанциям за счет ВИПов, кВтч 14521 14541 14536 14467 14490 13366 14528 14508 14537 14507

Из рисунка 5 видно, что установка трех ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная и на любую из трех остальных - Москва-Киевская (1-й вариант), Покровско-Стрешнево (2-й вариант), Белокаменная (3-й вариант) - приведет к сокращению удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, до значения 198,0 кВтч/104 ткм брутто, или на 9,6 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий - без ВИПов.

Установка трех ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная и на Покровско-Стрешнево или Белокаменную позволит увеличить величину удельной рекуперации по участку до 193,4 или 194,3 кВт-ч/104 ткм брутто соответственно. Это достигается за счет уве-

личения величины реализованной энергии рекуперации до 98,4 и 98,9 % от абсолютной величины (132 988 и 133 584 кВтч) соответственно. В данном случае нереализованной остается лишь 2 134 или 1 538 кВтч энергии рекуперации в сутки соответственно.

Рисунок 6 - Диаграмма значений технических потерь электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технических потерь энергии рекуперации в СТЭ для десяти вариантов установки трех ВИПов

на тяговые подстанции МЦК

Из рисунка 6 видно, что установка ВИПов на тяговых подстанциях Андроновка, Окружная и Белокаменная (3-й вариант), является оптимальным вариантом, так как технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ имеют наименьшие значения из рассмотренных вариантов установки ВИПов на полигоне МЦК - 4,09 и 4,26 % соответственно.

Варианты установки четырех ВИПов на тяговые подстанции МЦК с величинами суточного эффекта в натуральном выражении представлены в таблице 4, из данных которой видно, что наибольшую эффективность имеет вариант установки четырех ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная, Покровско-Стрешнево, Белокаменная (2-й вариант), так как в этом случае абсолютный расход энергии на полигоне МЦК в сутки сократится на 9,63 % (14 512 кВтч) и составит 136 152 кВтч.

Значения основных показателей энергетической эффективности для четырех вариантов установки четырех ВИПов представлены на диаграммах: на рисунке 7 - удельный расход электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, и удельная рекуперация, на рисунке 8 - технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ.

Таблица 4 - Величины суточного эффекта в натуральном выражении (кВтч) от установки четырех ВИПов на полигоне МЦК

Объем возврата энергии по ВИПам тяговых подстанций Вариант установки ВИП на тяговые подстанции

1 2 3 4

Андроновка 7952 8215 9330 0

Окружная 3140 2622 0 8050

Москва-Киевская 465 0 871 495

Покровско-Стрешнево 444 444 417 412

Белокаменная 0 702 715 1222

Итого 12001 11983 11333 10179

Расход энергии по тяговым подстанциям 136169 136152 136164 136201

Сокращение расхода по тяговым подстанциям 14495 14512 14500 14463

за счет ВИПов

Из рисунка 7 видно, что установка четырех ВИПов на тяговые подстанции Андроновка, Окружная, Покровско-Стрешнево, Белокаменная (2-й вариант) позволит увеличить величину удельной рекуперации по участку до 194,8 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 24,3 % относительно уровня удельной рекуперации для текущих условий - без ВИПов на тяговых подстанциях. Это позволит также сократить величину удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, до значения 198,05 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 9,6 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий - без ВИПов. Это достигается за счет увеличения величины реализованной энергии рекуперации до 99,1 % от абсолютной величины (133 917 кВт-ч). В данном случае нереализованной остается лишь 1 205 кВт ч энергии рекуперации в сутки.

п =

=

я

II II

К ^

Ч. р

Я 5

Я о

2 -1

£ * л

£

£

210

190

170

Г 150

Вариант 1

Вариант

Вариант 4

- удельная рекуперация;

- удельный расход по счетчикам тяговых подстанций;

--- удельный расход по счетчикам подстанций без ВИПов;

----- удельная рекуперация без ВИПов

Рисунок 7 - Диаграмма значений удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, и удельной рекуперации для четырех вариантов установки четырех ВИПов на тяговые подстанции МЦК

Рисунок 8 - Диаграмма значений технических потерь электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технических потерь энергии рекуперации в СТЭ для четырех вариантов установки четырех ВИПов на тяговые подстанции МЦК

Из рисунка 8 видно, что установка ВИПов на тяговых подстанциях по варианту 2 является оптимальным вариантом с точки зрения таких показателей, как технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ, которые имеют наименьшие значения из рассмотренных вариантов установки четырех ВИПов на полигоне МЦК, - 4,16 и 4,34 % соответственно.

Установка ВИПов на всех пяти тяговых подстанциях приведет к сокращению абсолютного расхода энергии на полигоне МЦК в сутки на 9,63 % (14 675 кВт ч) и составит 135 989 кВт ч. Это позволит увеличить величину удельной рекуперации по участку до 196,6 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 25,4 % относительно уровня удельной рекуперации для текущих условий - без ВИПов на тяговых подстанциях. Это позволит также сократить величину удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, до значения 197,8 кВт-ч/104 ткм брутто, или на 9,7 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий - без ВИПов. Технические потери электроэнергии в СТЭ при ее передаче к ЭПС и технические потери энергии рекуперации в СТЭ, которые имеют наименьшие значения из рассмотренных вариантов установки четырех ВИПов на полигоне МЦК - 4,17 и 4,35 % соответственно.

Подводя итог выполненным работам, можно сделать вывод о том, что установка ВИПов на полигоне МЦК приводит к увеличению реализованной энергии рекуперации до значений 86,1 - 99,1 % в зависимости от количества ВИПов и выбора мест их установки, что соответствует доле энергии рекуперации от расхода на тягу по счетчикам ЭПС 47,0 - 54,2 % и величине удельной рекуперации 169,2 - 194,8 кВтч.

При этом наиболее предпочтительным представляется вариант установки одного ВИПа на тяговой подстанции Андроновка, что позволит при минимальных финансовых затратах сократить величину удельного расхода электроэнергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, на 9,7 % относительно уровня удельного расхода по тяговым подстанциям для текущих условий без использования ВИПов. Суточная экономия энергии, отпущенной на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций, в данном случае может достигнуть 14,6 тыс. кВтч.

Список литературы

1. Вильгельм, А. С. Экспериментальные исследования по оценке потенциала повышения энергетической эффективности тяги поездов за счет применения рекуперативного торможения [Текст] / А. С. Вильгельм, А. Н. Ларин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2011. - № 1(5). - С. 50 - 56.

2. Повышение энергетической эффективности рекуперативного торможения на полигоне постоянного тока: Монография [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2016. - 176 с.

3. Черемисин, В. Т. Эффективность использования энергии рекуперации на железных дорогах постоянного и переменного тока: Монография [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2018. -216 с.

4. Черемисин, В. Т. Методология оценки энергетической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации [Текст]/ В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 1(25). - С. 60 - 70.

5. Черемисин, В. Т. Методика оценки использования энергии рекуперации [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Мир транспорта / Московский гос. ун-т путей сообщения Императора Николая II. - М. - 2018. - № 1(74). - С. 34 - 45.

6. Вильгельм, А. С. К вопросу о выборе накопителя на участках постоянного тока с применением рекуперативного торможения [Текст] / А. С. Вильгельм // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2013. - С. 160 - 167.

7. Никифоров, М. М. Оценка технологических потерь электроэнергии в системе тягового электроснабжения постоянного тока [Текст] / М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм, А. В. Язов // Инновационные проекты и новые технологии в образовании, промышленности

и на транспорте: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2012. - С. 40 - 45.

8. Assessment of train traction electric energy losses / Cheremisin V.T., Nikiforov M.M., Ush-akov S.Y. // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon-2018 / 2019. С. 8602528.

9. Вильгельм, А. С. Влияние энергии рекуперации на уровень потерь в системе тягового электроснабжения [Текст] / А. С. Вильгельм, М. М. Никифоров // Транспорт Урала/ Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. - 2017. - № 2(53). - С. 55 - 60.

10. Вильгельм, А. С. Пути повышения энергоэффективности на Малом кольце Московской железной дороги с использованием инверторов [Текст] / А. С. Вильгельм, В. Л. Незевак, В. Т. Черемисин // Транспорт Урала/ Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. -2014. - № 3(42). - С. 90 - 94.

References

1. Vilgelm A. S., Larin, A. N. Experimental researches according to potential of increase of power efficiency of draught of trains at the expense of application of recuperative braking [Eksper-imental'nyye issledovaniya po otsenke povysheniya effektivnosti energeticheskoy effektivnosti]. Izvestiya Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies, 2011. no. 1(5). С. 50 - 56.

2. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Kashtanov A. L., Vilgelm A. S. Increase of recuperative braking power efficiency at sites of a direct current [Povysheniye energeticheskoy effektivnosti rekuperativnogo tormozheniya na poligone postoyannogo toka]. Monografiya - Scientific monograph, Omsk State Transport University. Omsk, 2016; 176 p.

3. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Efficiency of recuperation energy using on the railways of direct and alternating current [Effektivnost' ispol'zovaniya energii rekuperatsii na zheleznykh dorogakh postoyannogo i peremennogo toka]. Monografiya - Scientific monograph, Omsk State Transport University. Omsk, 2018; 216 p.

4. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Methodology for evaluating the energy efficiency of regenerative braking application and energy recovery use [Metodologiia otsenki ener-geticheskoi effektivnosti primeneniia rekuperativnogo tormozheniia i ispol'zovaniia energii rekuperatsii]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies. 2016, no. 1 (25), pp. 60 - 70.

5. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Method for Estimating the Use of Regenerative Energy / Mir transporta - World of transport and transportation, Vol. 16, Iss. 1, pp. 34-45 (2018).

6. Vilgelm A. S. To the question of the storage of the storage at the direct current sites with the application of recoverable braking [K voprosu o vybore nakopitelya na uchastkakh postoyannogo toka s primeneniyem rekuperativnogo tormozheniya]. Materialy nauch.-prakt. konf. «Innovatsionnyye proyekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte» (Materials of scientific-practical. conf. «Innovative projects and technologies in education, industry and transport»). - Omsk, 2013. pp. 160 - 167.

7. Nikiforov M. M., Vilgelm A. S., Yazov A. V. Estimation of technological losses of electric power in the DC traction power supply system [Ocenka tekhnologicheskih poter' ehlek-troehnergii v sisteme tyagovogo ehlektrosnabzheniya postoyannogo toka]. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj Dnyu Rossijskoj nauki: «Innovacionnye proekty i novye tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte» (Materials of the scientific-practical conference dedicated to the Day of Russian Science: «Innovative projects and new technologies in education, industry and transport»). Omsk, 2012, pp. 40 - 45.

8. Assessment of train traction electric energy losses / Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Ushakov S.Y. // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon-2018 / 2019. С. 8602528.

39 9

9. Vilgelm A. S., Nikiforov M. M. Energy recovery influence on the level of losses in traction power supply system [Vliyaniye energii rekuperatsii na uroven' poter' v sisteme tyagovogo elektrosnabzheniya]. Transport Urala - Transport of Urals, 2017. no. 2 (53), pp. 55 - 60.

10. Vilgelm A. S., Nezevak V. L., Cheremisin V. T. The ways of the efficient energy use's increase on the internal ring of the Moscow railway with the use of inverters [Puti povyshenija jener-gojeffektivnosti na malom kol'ce Moskovskoj zheleznoj dorogi s ispol'zovaniem invertorov]. Transport Urala - Transport of Ural, 2014, no. 3 (42), pp. 90 - 94.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Черемисин Василий Титович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса, пр., д. 35, г. Омск 644046, Российская Федерация.

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Тел.: (3812) 31-34-19.

E-mail: [email protected]

Никифоров Михаил Михайлович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, заместитель директора Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте Омского государственного университета путей сообщения.

Тел.: (381-2) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

Вильгельм Александр Сергеевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-производственной лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость», доцент.

Тел.: (381-2) 44-39-23.

E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Черемисин, В. Т. Оценка потенциала повышения энергоэффективности Московского центрального кольца за счет применения выпрямительно-инверторных преобразователей [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. -2019. - № 3 (39). - С. 57 - 67.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Cheremisin Vasiliy Titovich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx av., Omsk, 644046, Russia. Dr. Sci. Tech., professor, Head of department «Rolling stock electric railways», OSTU. Phone: (3812) 31-34-19. E-mail: [email protected]

Nikiforov Mikhail Mikhailovich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci, deputy director, Research Institute for Energy Efficiency in Railway Transport, Omsk State Transport University.

Тел.: (381-2) 44-39-23. E-mail: [email protected]

Vilgelm Alexander Sergeevich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci, senior researcher associate of re-search-and-production laboratory «Energy saving up technologies and electromagnetic compatibility», Assistant Professor.

Phone: (3812) 44-39-23. E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Assessment of the Moscow Central Ring energy efficiency potential through the use of rectifier-inverter converters. Journal of Transsib Railway Studies, 2019, vol. 3, no. 39, pp. 57 - 67 (In Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.