CC BY
6
УДК 621.313.2
А. С. Тамбатамба1, M В. Шешпогин1, Т. А. С ал ахов2
Российский университет транспорта (РУТ(МИИТ)), г. Москва, Российская Федерация; ^Приволжский государственной университет путей сообщения (ПривГУПС), г.Самара, Российская Федерация
ОЦЕНКА СПОСОБНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ЗАМБИИ ВЫДЕРЖИВАТЬ БОЛЬШИЕ ТЯГОВЫЕ НАГРУЗКИ
Аннотация, Транспортный сектор Зазлбии сталкивается со значительньши прсблемсо&и, в том числе с неадекватной дорожной инфраструктурой, что приводит к высоки?.* затрат аз/i на техническое обслуживание автомобильного транспорта, его короткому сроку службы, высокому уровню несчастных случаев со смертельньш исходом, затораза и загрязнению воздуха Железнодорожный сектор сталкивается также с эксплуатационной неэффективностью и конкуренцией со стороны других видов транспорта, что подрывает его эффективность. Электропоезда предлагаются в качестве жизнеспособного решения для модернизации транспортного сектора и повышения качества предоставляемых услуг как для пассажьрских, так и для грузовых перевозок. Это исследование направлено на оценку электротехнических возможностей энергосистезаы Зазлбии для обеспечения электропоездов с использованием смешанного подхода, который включает в себя количественный анализ данных о вырОэотке электроэнергии и качественную оценку возможностей инфраструктуры. Полученные результаты указывают на острую необходимость диверсификации источников энергии и модернизации инфраструктуры. В настоящее врезля установленная генерирующая мощность энергосистемы Замбии составляет приблизительно 3 433,5 МВт, но доступно только 390 МВт, что приводит к дефициту электроэнергии примерно в I 610 МВт при пиковом потреблении призлерно в 2 500 МВт. Ключевые проблемы включают в себя существенною зависизюсть от гидроэнергетики, что делает систему уязвимой к засухаз.'!, и неадекватную инфраструктуру, которая ограничивает интеграцию больших тяговых нагрузок. Рекомендации включают в себя диверсификацию источников энергии, улучшение инфраструктуры и внедрение технологий интеллектуальных сетей для эффективной поддержки работы электропоездов и устойчивых транспортных решений
Ключевые слова: электротехническая система, дефицит электроэнергии, генерация электроэнергии, спрос на электроэнергию, потребление электроэнергии, энергоснабжение.
Abel S. Tambalamba1, Maxim Y. Shevlyugin1, Talgal A. Salakhuv2
Russian University of Transport (RUT (MUT)), Moscow, the Russian Federation; olga State Transport University (VSTU), S am ara, the Russian Federation
EVALUATING ZAMBIA'S POWER SYSTEM CAPACITY FOR LARGE ELECTRICAL TRACTION LOADS
Abstract Zambia's transport sector faces significant challenges, including inadequate road irfrastructure that leads to high maintenance costs, short lifespans, fo'gfc fatal accident rates, congestion, and air pollution. The railway subsector is also struggling with operational inefficiencies and competition from other transport modes, which undermine its effectiveness. Electric trains are proposed as a viable solution to modernize the transport sector and enhance service delivery for both passenger and freight transport. This research aims to evaluate the electrical engineering capacity cf Zambia's power system to support electric trains, employing a mixed-methods approach that includes quantitative analysis cfpower generation data and qualitative assessments cf infrastructure capabilities. Findings indicate a critical needfor diversification of energy sources ay.dinfr astructure upgrades. Currently, Zambia's power system has an installed generation capacity of approximately 3,433.5 MW, but only 390 MW is available, resulting in a power deficit of around 1, Ô10MIV against a peak demand of approximately 2,500MW. Key issues include a heavy reliance on hydropower, which makes the system vulnerable to droughts, ay.d inadequate infrastructure that limits the integration of large traction loads. Recommendations include diversifying energy sources, improving infrastructure, and implementing smart grid technologes to effectively support electric fiain operations and sustainable transport solutions.
Keywords: electric power system, paver deficit, power generation, power demand, power consumption, power supply.
Республика Замбия - страна, не имеющая выхода к морю, расположенная в южной части Центральной Африки. Ее территория составляет около 753 ООО км2, а население в 2024 г. оценивается в 21,6 миллиона человек [1 - 3]. Замбия богата минеральными ресурсами,
||В|§|| шшш ^^ ИЗВЕСТИЯ Транссиба 119
включая медь, кобальт, цинк, марганец, никель, золото и литий, которые еще больше увеличивают ее экономический потенциал и возможности развития. Эта разнообразная ресурсная база выгодно отличает Замбию с точки зрения как производства энергии, так и добычи полезный ископаемых, что имеет важное значение для обеспечения устойчивого роста и развития [4]. В дополнение к этим минеральным ресурсам Замбия обладает значительным потенциалом для использования различных энергетических ресурсов для производства обьемной, надежной, чистой и доступной по цене энергии. Замбия богата разнообразными источниками электроэнергии, включая гидроэнергетику, потенциальная мощность которой до наступления засухи 2023 - 2024 гг. составляла 6000 МВт, а также значительными запасами урана, угля и обильной солнечной энергией, так как на территории этого континента отмечается самое большое количество солнечных дней в году. Страна располагает также геотермальными ресурсами из горячих источников и потенциалом использования биомассы в сельском хозяйстве [5].
Транспортный сектор Замбии сталкивается со значительными проблемами, включая короткий срок службы и высокие затраты на техническое обслуживание автомобильного транспорта, что приводит к высокому уровню несчастных случаев со смертельным исходом, заторам и загрязнению воздуха. Сеть железнодорожных линий работает ниже пропускной способности из-за недостаточной интеграции региональных компаний и снижения обьемов перевозок после дерегулирования автомобильного транспорта, что привело к снижению грузооборота на железнодорожном транспорте. Можно отметить высокие постоянные издержки, недостаточные инвестиции в инфраструктуру, устаревание путей и плохое техническое обслуживание. Эти проблемы препятствуют эффективному перемещению товаров и пассажиров, что приводит к задержкам в движении поездов и увеличению расходов. Кроме того, конкуренция со стороны автомобильного транспорта сделала его менее привлекательным для грузоотправителей, что привело к снижению обьемов перевозок для железнодорожного управления Танзании-Замбии (Т AZARA), годовой о бьем перевозок которого сократился с более чем 550 000 метрических тонн в 2010 г. до 122 473 метрических тонн в 2015 г. ООО «Замбийские железные дороги» (ZRL) также сталкивается с эксплуатационными проблемами. По состоянию на 2014 г. только 24 из его 37 локомотивов были в рабочем состоянии, а многие вагоны были выведены из эксплуатации [6].
Внедрение электропоездов как для пассажирских, так и для грузовых перевозок в Замбии могло бы значительно облегчить ряд проблем, с которыми сталкивается транспортный сектор страны. Электропоезда являются более экологичным и эффективным видом транспорта, который может помочь снизить загрязнение воздуха и выбросы парниковых газов, связанные с работой дизельных локомотивов. Являясь надежной альтернативой автомобильному транспорту, электропоезда могли бы уменьшить заторы и большое число аварий со смертельным исходом на дорог as Замбии. Кроме того, электропоезда, как правило, имеют более низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание по сравнению с тепловозами или локомотивами на дизельном топливе, что потенциально позволяет снизить высокие расходы, которые в настоящее время обременяют железнодорожную систему [7*. Этот переход может также стимулировать рост железнодорожных перевозок, поскольку повышение надежности и скорости обслуживания может привлечь больше грузоотправителей, что в свою очередь способствует увеличению обьемов перевозок по железной дороге. Кроме того, внедрение электропоездов и модернизация железнодорожной инфраструктуры, обеспечивающей их движение, могли бы повысить эксплуатационную эффективность и пропускную способность, что в конечном итоге даст экономический рост Замбии и укрепит региональные связи [8].
Понимание электротехнических способностей энергосистемы Замбии для поддержки внедрения электропоездов в стране имеет решающее значение при принятии решения о подключении такой большой тяговой нагрузки. Это исследование продиктовано необходимостью оценить текущее состояние энергетической инфраструктуры Замбии и ее
¡Escapa 2024
способность удовлетворять потребности в электропоездах. Используя рецензируемую литературу и другие соответствующие источники, мы стремимся проанализировать структуру и условия эксплуатации энергосистемы, чтобы оценить ее пригодность для приема значительных тяговых нагрузок. Эта оценка позволит получить представление о необходимой модернизации и инвестициях, необходимых для совершенствования энергосистемы, чтобы она могла эффективно поддерживать внедрение электропоездов как для пассажирских, так и для грузовых перевозок.
Это исследование направлено на оценку электротехнического потенциала энергосистемы Замбии для поддержки внедрения электропоездов как для пассажирских, так и для грузовых перевозок, а также на оценку ее текущей пригодности для размещения более крупных тяговых нагрузок. В задачи исследования входят проведение электротехнического анализа текущего состояния электроэнергетической системы Замбии, выявление ключевых проблем, оценка пригодности системы для размещения больших тяговых нагрузок и разработка рекомендаций по повышению эффективности и устойчивости энергосистемы Замбии для обеспечения работы электропоездов.
В ходе исследования будет дана оценка текущего состояния энергосистемы, включая установленные и доступные мощности, эксплуатационную эффективность и условия загрузки, а также будут определены ключевые проблемы, такие как дефицит инфраструктуры и ограничения пропускной способности. Кроме того, будет оценена пригодность системы для удовлетворения потребности в вводе в эксплуатацию электропоездов и предложены рекомендации по повышению эффективности и устойчивости энергосистемы путем необходимой модернизации и интеграции возобновляемых и других источников энергии.
Это исследование актуально, поскольку оно направлено на удовлетворение насущной потребности Замбии в устойчивых транспортных решениях в соответствии с глобальными усилиями по сокращению выбро:ов углекислого газа и повышению энергоэффективности. Сосредоточив внимание на способности энергосистемы поддерживать движение электропоездов, исследование вносит свой вклад в обсуждение вопросов совершенствования железнодорожной инфраструктуры и стимулирования экономического роста страны за счет улучшения внутренних связей.
Научная новизна этого исследования заключается во всесторонней оценке энергетической системы Замбии в контексте внедрения электропоездов - области, которая еще недостаточно изучена. Объединяя рецензируемую литературу и эмпирические данные, исследование направлено на то, чтобы обеспечить детальное понимание проблем и возможностей, связанных с электрификацией железнодорожной системы, и дать и нф ор мац ию, которая может стать основой для принятия политических решений и инвестиций в инфраструктуру.
В исследовании использовался смешанный методический подход для оценки способности энергосистемы Замбии принимать большие тяговые нагрузки, в частности, электропоезда. Исследование началось с обзора литературы, включающей в себя рецензируемые статьи, газетные статьи и годовые отчеты организаций, с целью сбора данных о текущем состоянии энергосистемы, включая установленную и доступную мощность электростанций, подстанций, линий электропередачи и общую загрузку системы. Был проведен анализ для оценки установленных и доступных мощностей, эксплуатационной эффективности и условий загрузки энергосистемы с целью выявления ключевых проблем, влияющих на отрасль. На основе собранных знаний была проведена оценка определения пригодности системы для работы с большими тяговыми нагрузками и ее способности удовлетворять потребности от эксплуатации электропоездов. Наконец, были предложены рекомендации по повышению эффективности и устойчивости энергосистемы с акцентом на необходимую модернизацию, инвестиции и потенциальную интеграцию возобновляемых и других источников энергии для обеспечения работы электропоездов.
Электроэнергетическая система Замбии играет жизненно важную роль в экономике и развитии страны в первую очередь за счет гидроэнергетики, на долю которой приходится
||В|§|| ШШШ ИЗВЕСТИЯ 1ранссиЬа 121
около 85 % производства электроэнергии. Система управляется несколькими ключевыми игроками, включая ООО «ЗЕСКО» - главную коммунальную компанию, которая курирует большинство электростанций и национальную энергосистему. Несмотря на свой потенциал энергетический сектор Замбии сталкивается со значительными проблемами, такими как низкие показатели электрификации, дефицит инфраструктуры и уязвимость к засухам, вызванным изменением климата, которые привели к дефициту электроэнергии и проблемам с управлением нагрузкой. В 2024 г. эти проблемы привели, по оценкам, к сокращению мощностей по производству гидроэлектроэнергии на 70 % [9].
Важность энергетической системы выходит за рамки электроснабжения, так как она имеет решающее значение для поддержания и развития экономической деятельности государства. В условиях растущего спроса на электроэнергию, обусловленного ростом населения и экономики, повышение мощно ста энергосистемы и интеграция возобновляемых и других источников энергии имеют важное значение для достижения целей развития Замбии и перехода к более устойчивой энергетике будущего [10].
Электроэнергетическая система Замбии основана преимущественно на гидроэнергетике, и примерно 85 % ее общей установленной мощности приходится на гидроэлектростанции. По состоянию на начало 2023 г. установленная мощность в стране составляла около 3483,5 МВт при доступной мощности в 2503,5МВт и среднем пиковом потреблении примерно в 2500 МВт. В 2024 г. доступная мощность была сокращена до 890 МВт, что указывает на неустойчивый баланс между выработкой и потреблением. Отрасль электроснабжения Замбии формируется из трех основных подразделений ООО «ЗЕСКО», Энергетическая корпорация Коппербелт (CEC) и Гидроэнергетическая компания Лунсемфва (LHPC), при этом ООО «ЗЕСКО» является доминирующим игроком, ответственным за большую часть производства, передачи и распределения электроэнергии. В таблице 1 представлены электростанции (ЭС) Замбии, их установленная и доступная мощность, а также права собственности. Таблица 1 -Установленная и доступная мощноств различных электростанций Замбии
rröi Название и тип ЭС Установленная мощно ств, МВт Доступная мощно ств, МВт Собственно ств
1 Северная Кариба ГЭС 1080 100 ООО «ЗЕСКО»
2 Верхнее ущелве Кафуэ ГЭС 990 165 ООО «ЗЕСКО»
3 Нижнее ущелве Кафуэ ГЭС 750 100 ООО «ЗЕСКО»
4 В одопад Виктория ГЭС 103 60 ООО «ЗЕСКО»
5 Лусив а си ГЭС 12 12 ООО «ЗЕСКО»
б В одопад Чишимба ГЭС б 6 ООО «ЗЕСКО»
7 В одопад Мусонда ГЭС 5 5 ООО «ЗЕСКО»
2 Лунзуа ГЭС 16 16 ООО «ЗЕСКО»
9 Лусенфва ГЭС 13 16 ЬНРС
10 Мулунгуши ГЭС 23,5 10 ЬНРС
11 Мазутная ЭС «Ндола» 50 50 Энергетическая компания «Ндола»
12 Уголвная ТЭС «Маамба» 300 300 ООО Уголвная компания «Маамба»
13 И т ежи-Т ежи ГЭС 120 60 Эл ектр оэнергетиче екая корпорация «Итежи-Тежи»
14 О бщая мощно ств 3433,5 390
В дополнение к электростанциям, показанным в таблице 1, есть также несколько подключенных к сети солнечных электростанций, таких как солнечная электростанция «Бангвеулу» мощностью 54 МВт, солнечная электростанция «Нгонье» мощностью 34 МВт и солнечная электростанция «Кшве» мощностью 34 МВт (CEC), а также автономные энергосистемы, работающие на солнечной энергии, дизель-генераторы и малые гидроэлектростанции [11] и [12].
¡нора
2024
Па рисунке ниже показан процентный вклад различных технологий производства электроэнергии, используемых в Замбии, в общую установленную мощность энергосистемы. Данные показывают, что наибольшая доля приходится на гидроэлектростанции (85%), за которыми следуют тепловые электростанции (8 %), солнечные электростанции (3 %) и малые гидроэлектростанции и электростанции, работающие на мазуте (по 2 % каждая). Эта разбивка подчеркивает чрезмерную зависимость ЕЭС Замбии от гидроэнергетики [13].
Мальк гидромектрэстакции Мазутные
-ГЭС; -ТЭС;
- сапнечньк зле кгрэстанции; - малые гадроэлектростанции
■ - мазутные злектоостанции;
Процентное соотношение источников генерации электроэнергии к общей установленной мощности
Замбия активно продвигает разработку автономных и подключенных к сети солнечных фотоэлектрических систем для решения проблемы ограниченного доступа к электросетям, особенно в сельской местности, и снижения зависимости от гидроэлектростанций. Компания 000<<3ECK<D» занимается внедрением как автономных солнечных систем, так и гибридных, которые объединяют дизельные генераторы, обеспечивая электроэнергией отдаленные населенные пункты и учреждения, не подключенные к национальной сети. Правительство также внедрило политику и стимулы для поощрения частных инвестиций в подключенные к сетям солнечные фотоэлектрические системы, что привело к установке солнечных электростанций коммунального масштаба, которые способствуют диверсификации энергетического баланса Замбии. Кроме того, ООО «ЗЕСКО» использует парк дизельных генераторов в качестве резервных источников питания в периоды низкого уровня воды в водохранилищах или при техническом обслуживании гидроэлектростанций, помогая поддерживать стабильное электроснабжение в периоды пикового спроса. Однако использование дизельного топлива обходится дорого и вызывает опасения по поводу устойчивости из-за выбросов парниковых газов.
Передающая система ООО «ЗЕСКО» работает на различных уровнях напряжения, включая 330, 220, 132, 88 и 66 кВ. Эти высокие напряжения понижены до 33 и 11 кВ для распределения на подстанциях. Основные линии электропередачи проходят с юга на север, так как медные рудники, крупнейшие центры нагрузки, расположены на севере, в то время как основные генерирующие станции расположены на юге.
В линиях электропередачи в основном используются воздушные провода с алюминиевыми жилами, армированными сталью (ACSR), которые обеспечивают хороший баланс электропроводности и механической прочности. Для распределения при более низких напряжениях ООО «ЗЕСКО» и:пользует комбинацию воздушных линий и подземных кабелей, причем воздушные линии являются более распространенными, особенно в жилых районах.
{ggfglj 2024 ИЗВЕСТИЯ 1ранссиЬа 123
Энергосистема Замбии обслуживает различные виды нагрузок, при этом крупнейшим потребителем является горнодобывающий сектор, на долю которого приходится примерно 51 % от общего объема вырабатываемой электроэнергии. За ним следуют потребители в жилом секторе, на долю которых приходится 33 % спроса. Оставшаяся нагрузка распределена между сельскохозяйственным сектором (4 %), коммерческими предприятиями (2 %), государственными службами (6 °/с) и промышленными объектами (4 %).
В настоящее время Замбия сталкивается с серьезным энергетическим кризисом из-за сочетания ряда факторов, включая изменчивость климата, засухи и несоответствие между имеющимися генерирующими мощностями и пиковым спросом. Продолжающаяся засуха серьезно повлияла на генерирующие мощности крупных гидроэлектростанций, которые являются основным источником электроэнергии в стране. Это привело к длительным перебоям в подаче электроэнергии как жилым, так и промышленным потребителям, при этом бытовые потребители сталкиваются с отключениями до 17 ч в сутки. Деф ицитэлектроэнергии, по оценкам, составляет около 1610 МВт, что привело к повсеместному сокращению расходов на управление нагрузкой, что препятствует способности страны удовлетворять растущие потребности населения и экономики в энергии. Проблемы, стоящие перед электроэнергетической системой Замбии, значительны и требуют немедленного решения для обеспечения надежного и устойчивого энергоснабжения в целях развития страны.
Сильная зависимость системы от гидроэнергетики делает ее уязвимой к изменению климата, о чем свидетельствуют продолжающиеся засухи, которые значительно понизили уровень воды в водохранилищах, что повлияло на генерирующую мощность ключевых электростанций, таких как ущелье Кафуэ и Северная Кариба. Кроме того, неадекватное техническое обслуживание существующих электростанций и устаревающая инфраструктура привели к снижению эффективности и надежности, при этом многие объекты работают дольше, чем планировалось, что приводит к увеличению числа эксплуатационных сбоев и простоев.
Ограниченные инвестиции и финансовые трудности еще больше усугубляют ситуацию, поскольку низкие тарифы на электроэнергию сдерживают частные инвестиции и приводят к финансовым потерям ООО «ЗЕСЕО». Уровень электрификации в Замбии остается низким, и лишь около 45 % населения имеют доступ к электричеству, особенно в сельских районах, где этот показатель составляет всего 14,5%, что препятствует социально-экономическому развитию и усугубляет уровень бедности. Кроме того, страна испытывает значительные потери при передаче и распределении электроэнергии из-за устаревшей инфраструктуры и неадекватных методов технического обслуживания, что еще больше снижает эф фективность доставки электроэнергии потребителям.
Существующая энергосистема Замбии столкнется со значительными трудностями при удовлетворении потребностей в потенциально больших тяговых нагрузках, таких как те, которые требуются для пассажирских и грузовых локомотивов или высокоскоростных поездов. Несмотря на то, что установленная мощность в стране составляет около 3483,5 МВт, текущая доступная мощность слишком мала и составляет 890 МВт, что далеко от удовлетворения пикового национального спроса в размере примерно 2500 МВт. Существующий дисбаланс между спросом и предложением не оставляет возможностей для размещения дополнительных крупных грузов.
Передающая система Замбии работает на различных уровнях напряжения, включая 330, 220, 132, 88 и 66 кВ. Линии электропередачи имеют достаточно большую протяженность, особенно в западных и северных регионах, что делает эти районы уязвимыми к нестабильности напряжения.
Результаты исследований показали, что мощность исходных подстанций напряжением 88 и 66 МВт, которые являются основными точками питания локальных сетей, как правило, находится в диапазоне 20 - 70 МВт. Конечные подстанции имеют мощность около 0-20 МВт для потенциальных проектов электр иф икации. Эти ограничения предполагают, что
существующая передающая инфраструктура напряжением 88 и 66 МВт может оказаться не в состоянии удовлетворить высокие требования к мощности при больших тяговых нагрузках, которые могут варьироваться от 1500 до 10 ООО кВт и более.
Производство электроэнергии в Замбии в значительной степени зависит от гидроэнергетики, на долю которой приходится около 85% от общей установленной мощности. Такая сильная зависимость от гидроэнергетики делает систему уязвимой к климатическим изменениям, о чем свидетельствуют недавние засухи, которые значительно снизили уровень воды в водохранилищах и повлияли на генерирующие мощности.
Ограниченный запас мощности в 70 МВт, который в настоящее время используется совместно с подключенными системами в Зимбабве и Демократической Республике Конго, недостаточен для поддержания стабильности системы в случае увеличения тяговых нагрузок. Рекомендуемый резерв 180 МВт, что эквивалентно мощности одного энергоблока тепловой электростанции, был бы более подходящим для автономной системы.
Энергосистема Замбии в настоящее время с трудом справляется с требованиями тяговых нагрузок, необходимых для пассажирских и грузовых локомотивов, так, например, полученный анализ энергопотребления электропоездов, основанный на исследовании электрифицированной системы высокоскоростных железных дорог между замбийскими городами Лусака и Китве, дает значительное представление об эксплуатационных требованиях такой системы. Исследование показало, что один скоростной поезд потребляет приблизительно 20 976,07 кВт-ч за поездку, что составляет около 419,5 МВт за 20 поездок в оба конца [14]. Установленная мощность системы составляет приблизительно 3 483,5 МВт, а доступная - всего 890 МВт, что не позволяет удовлетворить пиковый национальный спрос в размере около 2 500 МВт. Существующей передающей инфраструктуре, особенно на подстанциях напряжением 88 и 66 МВт, не хватает мощности для удовлетворения таких высоких потребностей в электроэнергии. Кроме того, сильная зависимость от гидроэнергетики делает систему уязвимой к климатическим изменениям, а ограниченный запас мощности в 70МВт недостаточен для поддержания стабильности в условиях возросших тяговых нагрузок.
Чтобы энергосистема Замбии могла эффективно справляться с тяговыми нагрузками электропоездов и рядом других потребителей, необходимо диверсифицировать источники энергии, инвестируя в возобновляемую энергию и другие энергетические технологии, которые обладают значительным неиспользованным потенциалом. Также для исключения длительных отсутствий электроэнергии предлагается рассмотреть искусственное отключение, балансируя нагрузки циклическим перебором Для этого необходимо выполнить несколько этапов.
1. Разнести получателей энергии по группам с приблизительно равными допустимыми мощностями, так как для применения такой стратегии нужно, чтобы каждая группа имела лимитированную возможность потребления несмотря на то, что в разные отрезки времени расходуется разное количество энергии. При наличии таких групп появляется возможность прогнозировать и регулировать о бьем энергоресурсов.
2. Определить предельно возможное время отключения одной группы в рамках одних суток.
3. Составить график. После того как выполнены первые два условия, следует всех получателей энергии разнести по временным отрезкам, как показано в таблице 2.
Таблица 2 - График отключений
№ Ж1 Ж2 Жз Ж4 ж5
Ei Д Г В Б
Е2 Б Д Г В
Е3 В Б А Д Г
Е4 Г В Б А Д
* Ei -Е4-временной интервал и Ж1-Ж5-дни.
ШШШ ИЗВЕСТИЯ 1ранссиЬа 125
Тем не менее модернизация инфраструктуры передачи и распределения электроэнергии необходима для удовлетворения растущего спроса на электропоезда. Кроме того, внедрение технологий интеллектуальных сетей и решений для хранения энергии повысит надежность и эффективность энергосистемы.
Кроме того, рекомендуется провести дальнейшие исследования для моделирования и изучения различных условий эксплуатации энергосистемы. Это включает в себя оценку готовности железнодорожного сектора транспортной отрасли Замбии и моделирование режимов работы энергосистемы для оценки последствий интеграции тяговых нагрузок и дополнительных станций по производству электроэнергии. Такие исследования позволят получить ценную информацию, которая может стать основой для принятия политических решений и инвестиций в инфраструктуру, обеспечивая надежную и быстро реагирующую энергетическую систему.
Список литературы
1. Republic of Zambia, Zambia power development framework Ministry of Energy Publ., 2021, 31 p.
2. Republic of Zambia, Zambia Sustainable Development Goals Voluntary National Review 2020. Mnistry of National Development Planning Publ., June 2020, 112 p.
3. World population, Zambia population (live). Available at: http://www. Worldorn eters.info/worl dpopulation.'zambi a-popul ati on/ (accessed 02.09.2024).
4. Sustainable Energy for all, Africa hub // Zambia. Available at: https://www.se4all-africa.org/seforall-in-africa/country4jata/zambia/ (accessed 03.09.2024).
5. Energy in Zambia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_in_Zambia (accessed 03.09.2024).
6. Integration of variable renewable energy sources in the Natioanal Electric System of Zambia. Av ail able at: https://rise.esmap.org/data/files/library/zambia/Renewable%20Energy/Zambia_ Integrati on-of-Vari abl e-Renew able-En ergy-Sources-in-the-National-Electric-System -of-Zambia.pdf (accessed 03.09.2024).
7. Тамбатамба, А. С. Особенности электрификации скоростных железнодорожных магигтра.ттрй r Замбии / А С Тамбатамба — Тетспт ■ непопрелпт-яенный // Вегтник-- трангтторта
Поволжья. - 2023. б (102). - С. 29-34.
8. Elena Gorkaltseva, TJchivyo Sinkala. Power engineering challenges in Zambia. MATSC Web of Conferences, 2017. Available at: https://www.rn ate с conferences.org/articles/matecconf/ pdf/2017/24/matecconf_hmt2017_C1034.pdf (accessed 03.09.2024).
9. Past // Journal of Electrical Electronics Engineering. Available at: http s: //www. op astpubl i sh er s. с от /р e er -r evi ew/sy st em -stu di e s-to-as s e s s-pr ер ar e dne s s- of-th e-z ambi anelectrical-grid-for-th e-energy-transition-through-integrati on-of-1 a-5672.html (accessed 03.09.2024).
10. Rural Electrification Master Plan. Available at: https://openjicareport.jica.go.jp/ pdf/11871027_02.pdf (accessed 03.09.2024).
11. Republic of Zambia, Expression of interest to participate in scaling - up renewable energy programme. Ministry of Mnes, Energy and Water Development Publ., 2020, 10 p.
12. Solar-sector information, So'.ar power potential Zambia. Available at: http://www. smart sol ar-zambi a. com / sol ar-s ector-inf ormation/sol ar-power-potential (acces sed 03.09.2024).
13. World Bank Open Data, Electric power consumption (kwh per capita) // The World Bank. Available at: https://data.worldbank.org/indicator/eg.use.elec.kh.pc (accessed 03.09.2024).
14. Тамбатамба, А, С. Электротехническое проектирование электрифицированной высокоскоростной железнодорожной системы, соединяющей Лусаку и Китве / А. С. Тамбатамба, М. В. Шевлюгин. - Текст : непосредственный // Материалы межвузовской научно-практической конференции транспортных вузов. Москва, 27-28 февраля 2024 г. Российский университет транспорта, г. Москва; Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова, г. Санкт-Петербург. - Москва : Дашков и К°, 2024. - С. 246-250.
Preferences
1. Republic of Zambia, Zambia power development framework Mnistry of Energy Publ., 2021, 31 p.
2. Republic of Zambia, Zambia Sustainable Development Goals Voluntary National Review 2020. Ministry of National Development Planning Publ., June 2020, 112 p.
3. World population, Zambia population (live). Available at: http://www. Worldom eters.info/worl dpopulation.'zambi a-popul ati on/ (accessed 02.09.2024).
4. Sustainable Energy for all, Africa hub // Zambia. Available at: https://www.se4all-africa.org/seforall-in-africa/country-<lata/zambia/ (accessed 03.09.2024).
5. Energy in Zambia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_in_Zambia (accessed 03.09.2024).
6. Integration of variable renewable energy sources in the Natioanal Electric System of Zambia. Av ail able at: https://rise.esmap.org/data/files/library/zambia/Renewable%20Energy/Zambia_ Integrati on-of-Vari abl e-Renew able-En ergy-Sources-in-the-National-Electric-System -of-Zambia.pdf (accessed 03.09.2024).
7. Tambatamba A.S. Features of electrification of high-speed railways in Zambia. Vestmktransporta Povolzh'ia - Bulletin oftransport oftfie Volga region, 2023, no. 6 (102), pp. 29-34 (In Russian).
8. Elena Gorkaltseva, TJchivyo Sinkala. Power engineering challenges in Zambia. MATSC Weh of Conferences, 2017. Avail able at: https://www.rn ate c conferences.org/articles/matecconf/ pdf/2017/24/ matecconf_hmt2017_C1034.pdf (accessed 03.09.2024).
9. Past // Journal of Electrical Electronics Engineering. Av ail able at: http s: //www. op astpubl i sh ers. c om /p e er-revi ew/sy st em -stu di e s-to-as s e s s-prep are dne s s- of-th e-z ambi anelectrical-grid-for-th e-energy-transition-through-integrati on-of-1 a-5672.html (accessed 03.09.2024).
10. Rural Electrification Master Plan. Available at: https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/ 11871027_02.pdf (accessed 03.09.2024).
11. Republic of Zambia, Expression of interest to participate in scaling - up renewable energy programme. Ministry of Iviines, Energy and Water Development Publ., 2020, 10 p.
12. Solar-sector information, So'.ar power potential Zambia. Avail able at: http: //www. smart sol ar-zambi a. com/sol ar-s ector-information/sol ar-power-potential (acces sed 03.09.2024).
13. World Bank Open Data, Electric power consumption (kwh per capita) //The World Bank. Available at: https://data.worldbank.org/indicator/eg.use.elec.kh.pc (accessed 03.09.2024).
14. Tambatamba A.S., Shevlyugin M.V. [Electrotechnical design of an electrified high-speed railway system connecting Lusaka and Kitwe]. Mazerialy mezhvuzovskoi nauchno-prakucheskoi konferentsii transportnykk vuzov. Moskva, 27-28fevralia 2024 g. [Materials of the interuniversity scientific and practical conference of transport universities. Moscow, February 27-28, 2024]. Moscow : Dashkov & Co. Publ., 2024, pp. 246-250 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Тамбатамба *\бель С имела
Российский университет транспорта
(РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127055, Российская Федерация.
Аспирант РУТ (МИИТ).
Тел.: +7 (929) 603-66-74.
Е-таП: [email protected]
Шевлюгнн Максим Валер ьевнч
Российский университет транспорта
(РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127055, Российская Федерация.
Доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электроэнергетика транспорта», РУТ (МИИТ).
Тел.:+7 (916) 522-67-62.
Е-таП: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Tamb atamba Abel Simela
Russian University of Transport (RUT (MIIT).
Obraztsova st., 9, st.9, Moscow, 127055, the Russian Federation
Postgraduate student RUT (MIIT). Phone:+7 (929) 603-66-74. E-tnail: [email protected]
Shevlyugin Maxim Valerievich
Russian University of Transport (RUT (MIIT).
Obraztsova st., 9, st.9, Moscow, 127055, the Russian Federation
Doctor of Sciences in Engineering, docent, head of the department «Electric Power Engineering of Transport», (RUT (MIIT).
Phone:+7 (916) 522-67-62. E-mail: [email protected]
gggtllg 2024 -ИЗВЕСТИЯ Транссиба 127
——
—~ Автоматизация и управление 1иж|рщзтческими процессами и производствами
С ал ахов Талгат Альбековнч
Приволжский государственный университет путей сообщения (ПривГУПС).
Свободы ул., 2В, г. Самара, 4430^6, Российская Федерация.
А спирант ПривГУ ПС а.
Тел.:+7 (937; 973-99-96.
Е-таП: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЕЙ
Тамбатамба, хА С. Оценкаспособнсстиэнергосис-темв13амбииввщерживагв болвшиетягсвв1е нагрузки/ А. С. Тамбатамба, М. В. Ш евлюгин, Т. А. Салахов. -Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2024. -№3(59).-С. 119-122.
Salakhov Taiga t x\k ekovic
Volga State Transport University (VSTU).
Svobody st., 2B, Samara, 443066, the Russian Federation
Postgraduate student of V STU. Phone: +7 (937) 973-99-96. E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Tambatamba A.S., ShevlyuginM.V , Salakhov TA. Evaluating Zambia's power system capacity for large electrical traction loads. Journal of Transsib Railway Studies, 2024, no. 3 (59), pp. 119-122 (In Russian).
УДК 681.5
А. С. Маникобский1, Д. А. Яковлев1, А. Ю. Мухопад2
^абайкалвский институт железнодорожного транспорта - филиал ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения (ЗабИЖТ ИрГУПС)», г. Чита, Российская Федерация;
^Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС), г. Иркутск, Российская Федерация
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА
Аннотщия. Прогнозирование уровня потребления электроэнергии в условиях установившихся рыночных отношений злежду потребит елезл и поставщиком электрической энергии является важной задачей. Прогноз электропотребления является ключевым показателезл для дальнейшего планирования спроса потребителей и уменьшения затрат на генерацию и трон спорт ьровку электроэнергии. В случае составления неточной заявки но nn/THiJfyeMbW объем ->ле.ктрг»у)отребл<>.н}:я. предприятие. вьтужде.нп закупать продавать чпе.ууприче.схую энергию по заранее невыгодной цене. Такизл образозл, повышение точности алгоритз.юв и методов прогнозирования уровня потребления электрической энергии является важной и актуальной задачей. Наиболее успешно с поставленной задачей справляются соврезденные методы прогнозирования, а изленно методы, основанные на призаенении нейронных сетей Нейронные сети способны обрабатывать большой объем данных, выделять и обобщать зависимости злеасду значенияз.щ что является преимущество}/} в сравнении с сругиз.ш известны?.*и методазди прогнозирована Однако существующие нейронные сети не являются совершенньши решениями и имект ряд недостатков. При вьмислениирезультата нейронньши сетями поконкретнозлу набору исходных данных не учитььваются динамика и иззаенение этих данных. В задаче прогнозирования потребления электрической энергии поздизао заглоченных входных данных требуется анализировать предысторию возникновения таких данных. Авторазли предложено повысить точность прогнозирования электропотребления за счет ввода в структуру нейронной сети управляющего автозлата. Автомат, обрабатывая входные данные по заданнозлу алгоритму, анализирует диназаику изменения врезленного ряда электропотребления. Нейронная сеть в такозА случае делает прогноз на основе выделенных характеристик, что позволяет увеличить точность прогнозов и скорость их построения.
Юыочееые слова: электропотреблгние, тяга поездов, прогнозирование электропотребления, нейронная сеть, управляющий автозаат.
Andrey S. MamkovskijDmitrij A. Yakovlev1, Alexander Yu. Mu hop ad2
IZabaikalsk Rail Transport Institute, abranch of Irkutsk State TransportUniversity (2RTI ISTU),
Chita, the Russian Fédération; irkutsk State TransportUniversity (ISTU), Irkutsk, the Russi an Fédération
AUT ОМА T ION OF THE PROCESS OF PREDICTING ELECTRIC С О NSUMP TI ON Ш RAILWAY TRANSPORT USING A CONTROL AUTOMATIC
Abstract. Forecasting the level of electricity consumption in the conditions of established market relations between the consumer and the supplier cf electric energy is an important task. The forecast cf electricity consumption is a key
