Пробация метода снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной дороги Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 621.331:621.311

С. Г. Истомин

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

АПРОБАЦИЯ МЕТОДА СНИЖЕНИЯ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА И НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГРАНИЦАХ ЗОН

УЧЕТА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Аннотация. В статье рассмотрено текущее положение в части организации контроля над использованием тягово-энергетических ресурсов ОАО «РЖД». Изложены основные положения предлагаемого метода снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии. Проведена оценка влияющих факторов на удельный расход электроэнергии электровозов серий 2ЭС6 и ВЛ10, а также оценка качества построенных моделей множественной нелинейной регрессии. Предложены новые научно обоснованные технологические решения и разработки, позволяющие обеспечить снижение удельного расхода и непроизводительных потерь электрической энергии в границах зон учета железной дороги.

Ключевые слова: электроподвижной состав, удельный расход электроэнергии, непроизводительные потери электроэнергии, корреляционный анализ, неграфиковые остановки, ограничение скорости движения.

Stanislav G. Istomin

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

APPROBATION OF THE METHOD OF REDUCING THE SPECIFIC

EXPENDITURE AND NON-PRODUCTIVE LOSS OF ELECTRICITY IN THE BOUNDARIES OF RAILWAY ACCOUNT ZONES

Abstract. The article considers the current situation regarding the organization of control over the use of traction and energy resources of JSC «Russian Railways». The main provisions of the proposed method are stated. The influence factors on the specific electric power consumption of electric locomotives of series 2ES6 and VL10, as well as the evaluation of the quality of the constructed models of multiple nonlinear regression were estimated. New scientifically grounded technological solutions and developments are proposed that allow to reduce the specific consumption and unproductive losses of electric energy within the boundaries of the railway accounting areas.

Keywords: electric rolling stock, specific electricity consumption, unproductive electricity losses, correlation analysis, non-graphical stops, speed limit.

Компания ОАО «Российские железные дороги» является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов, на долю которого приходится около 4,4 % от всей вырабатываемой в России электроэнергии, 85 % которой расходуется на тягу поездов, поэтому приоритетными задачами энергетической стратегии холдинга ОАО «РЖД» на период до 2020 г. и на перспективу до 2030 г. являются качественное улучшение структуры управления потреблением тягово-энергетических ресурсов (ТЭР) на основе использования современных информационных технологий, систем учета, нормирования и мониторинга потребления ТЭР и значительное повышение показателей энергетической эффективности тяги поездов [1]. Так, в целом по ОАО «РЖД» прогнозируемое снижение удельного расхода ТЭР на тягу поездов к уровню 2015 г. должно составить к 2020 г. от 2,5 до 4,4 %, к 2030 г. - от 8,0 до 9,0 %, что может быть достигнуто, в частности, за счет выявления участков железных дорог с неэффективным использованием электрической энергии; выявления локомотивов с систематическим перерасходом электрической энергии с целью постановки их на неплановый вид ремонта; снижения доли непроизводительных потерь электроэнергии и отнесения их на виновных участников перевозочного процесса; снижения технологических и коммерческих потерь электроэнергии в тяговой сети; повышения эффективности нормирования удельного расхода электроэнергии (УРЭ) ТЭР; внедрения коммерческого учета электроэнергии в связи с появлением частного электроподвижного состава (ЭПС).

В настоящее время ряд факторов препятствует реализации на должном уровне названных выше мероприятий.

Существующие системы учета имеют следующие недостатки: низкий класс точности, высокий порог чувствительности, отсутствие системы спутниковой навигации ОРБ/ГЛОНАСС, отсутствие беспроводной передачи данных, уязвимость для несанкционированного вмешательства в их работу извне.

Автоматизированная система централизованной обработки маршрутов машинистов (ЦОММ) имеет следующие недостатки: источником данных ЦОММ являются маршруты машинистов, где указываются только общий расход и возврат электроэнергии по результатам работы локомотивных бригад, что ограничивает проведение более детального анализа энергопотребления ЭПС и поиска резервов сбережения ТЭР; не позволяет получать информацию об эффективности использования электроэнергии ЭПС по итогам суток, что препятствует оперативной разработке мероприятий по снижению потерь электроэнергии; предполагает ручной ввод информации с маршрута машиниста, что приводит к появлению многочисленных ошибок в статистической отчетности и, как следствие, к недостоверной организации учета электроэнергии, возникновению доли коммерческой составляющей потерь электроэнергии в тяговой сети и неадекватному нормированию ТЭР.

Анализ отчетных данных системы ЦОММ за 2014 и 2015 гг. об энергопотреблении электровозов, эксплуатирующихся на различных участках Западно-Сибирской железной дороги, показал, что имеется значительный потенциал снижения непроизводительных потерь электроэнергии и существуют проблемы в организации достоверного учета электроэнергии. Непроизводительные потери электрической энергии за 2014 г. составили 2,1 % и за 2015 г. -3,8 % от общего потребления электроэнергии на тягу поездов. В абсолютном выражении это составляет около 26,8 млн кВт-ч в 2014 г. и 53,6 млн кВт-ч за 2015 г. Недоучет электрической энергии за 2014 г. составляет 2,6 % и за 2015 г. - 4,1 % от общего потребления электроэнергии на тягу поездов. В абсолютном выражении это составляет около 33,2 млн кВт-ч в 2014 г. и 57,5 млн кВт-ч за 2015 г.

Перечисленные недостатки в той или иной мере могут быть устранены с внедрением на сети железных дорог разработанных в ОмГУПСе при участии автора информационно-измерительных комплексов электроподвижного состава (ИИК ЭПС), выполняющих измерение приращения энергии за интервалы времени от долей секунды до нескольких секунд со спутниковым позиционированием местоположения ЭПС, и системы обработки данных с них.

Достигнуть такого результата позволит организация автоматизации процессов сбора и передачи данных об энергопотреблении с ИИК ЭПС по беспроводным каналам связи и их дальнейшей обработки на верхнем уровне автоматизированной системы без участия человека.

Для того чтобы заниматься дальнейшими исследованиями в области повышения энергетической эффективности ЭПС, в распоряжении ОАО «РЖД» от 16.10.2010 № 2339р было введено понятие зоны учета.

Под зоной учета понимается неразветвленный электрифицированный участок железной дороги, в пределах которого действует единый тариф на электрическую энергию, при выборе границ которого должно учитываться расположение участков работы локомотивных бригад.

Схема разделения железных дорог на зоны учета представлена на рисунке 1.

В данной работе приведены результаты апробации разработанного метода снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной дороги, позволяющего по итогам суток локализовывать зоны учета с повышенным значением удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии с детализацией по четному и нечетному направлениям, по принадлежности к локомотивному депо, сериям и номерам локомотивов и разрабатывать мероприятия по повышению эффективности использования электроэнергии ЭПС [2 - 6].

Снижение удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной дороги по итогам суток предлагается осуществлять в соответствии с алгоритмом, представленным на рисунке 2.

железнодорожный путь; щ _;юк0уОТцВ|юе лош>; границы железной дороги; .—,

|_пу][кт оборота локомотивр|ых оригал;

участк работы локомотивных йригад

- - [раинцы тарифной чоны; > - зона учета:

1

2

Рисунок 1 - Схема разделения железных дорог на зоны учета

Ниже приведены результаты апробации метода снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной дороги на примере эксплуатационного депо ТЧЭ-2 Омск.

В соответствии с предложенным алгоритмом (см. рисунок 2) вначале необходимо определить нормы удельного расхода электроэнергии ЭПС в зонах учета железной дороги на основе базы данных «нормальных» поездок (поездки, исполненные в рамках нормативного графика движения и уложившиеся в установленный диапазон отклонения от нормы УРЭ в ±30 %).

Определение норм расхода выполняется в два этапа.

На первом этапе, т. е. при введении в эксплуатацию ИИК ЭПС и системы обработки данных с них, а также при отсут-

4

6

Рисунок 2 - Алгоритм снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной

дороги

ствии на определенных участках железных дорог устойчивых статистических закономерностей формирования и изменения УРЭ в зависимости от выбранных факторов используется численный метод расчета расхода электроэнергии на движение поезда. По результатам расчета расхода и возврата электроэнергии данным методом формируются энергетические диаграммы.

На втором этапе используется статистический метод, в частности, метод корреляционно-регрессионного анализа.

При реализации автоматизированного учета электроэнергии на ЭПС с помощью ИИКа в качестве основного метода прогнозирования расхода электроэнергии на тягу необходимо использовать статистический метод, поэтому ниже приводятся результаты определения норм расхода электроэнергии именно данным методом.

Для адекватного определения норм УРЭ статистическим методом были отобраны данные об энергопотреблении магистральных грузовых электровозов серии 2ЭС6 «Синара» и ВЛ10, полученные по результатам расшифровки картриджей регистраторов параметров движения. В этом случае ошибки при определении фактического расхода и возврата электроэнергии были сведены к минимуму.

В результате для определения норм расхода электроэнергии получили уравнения множественной регрессии и исследовали значимость коэффициентов этих уравнений для различных сочетаний факторов. Для исследования были выбраны следующие факторы: масса состава, нагрузка на ось, температура атмосферного воздуха, количество остановок, количество временных ограничений скорости движения, участковая и техническая скорость.

Основные расчеты производились в программе 81ай8йса на основе данных из выборки поездок с электровозами 2ЭС6 и ВЛ10 в четном и нечетном направлениях за 2015 г. В качестве примера в таблице 1 приведены итоговые результаты анализа влияния факторов на УРЭ электровозов 2ЭС6 (участок Барабинск - Московка), полученные в программе 81ай81:1са.

Рассмотрим механизм оценки влияния факторов на примере таблицы 1. В зависимую переменную «удельный расход» больший вклад вносит в четном и в нечетном направлениях нагрузка на ось (р = 0,000684), а меньший - техническая скорость (р = 0,91). Отрицательный знак коэффициентов при переменных означает, что с увеличением, к примеру, в четном направлении массы состава, нагрузки на ось и температуры величина удельного расхода снижается. Положительный знак коэффициента при переменной «количество ограничений скорости означает, что с увеличением количества ограничений скорости уровень удельного расхода» растет. Коэффициенты уравнения регрессии В1, В2, В3 и свободный член для четного и нечетного направлений статистически значимы при уровне значимости р = 0,1; коэффициенты уравнения регрессии В4, В5, В6 статистически незначимы, так какр > 0,1.

Таблица 1 - Результаты оценки влияния факторов на удельный расход электровозов 2ЭС6 «Синара» в программе 81айзйса

Вероятность отклонения Нижняя Верхняя

Коэффи- Стандартная ошибка гипотезы граница граница

Факторы циент рег- /-статистика о значимости довери- доверитель-

рессии В частных коэффициентов корреляции р тельного интервала ного интервала

1 2 3 4 5 6 7

Четное направление

Свободный член 170,9 33,3 5,13 0,000112 104,9 236,9

Масса состава, т -0,009 0,0026 -3,49 0,000684 -0,014 -0,004

Нагрузка на ось, т -3,045 0,76 -3,99 0,000114 -4,55 -1,53

Температура, 0С -0,26 0,13 -1,99 0,048282 -0,52 -0,002

Количество

остановок -2,63 3,56 -0,74 0,46 -9,69 4,43

Окончаник таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Количество огра-

ничений скорости 2,32 2,04 1,14 0,26 -1,72 6,37

Участковая

скорость, км/ч -0,068 0,33 -0,21 0,83 -0,72 0,58

Техническая

скорость, км/ч -0,066 0,54 -0,12 0,91 -1,14 1,002

Нечетное направление

Свободный член 140,1 12,3 11,4 3,82-1024 115,9 164,3

Масса состава, т -0,003 0,0014 -2,02 0,044 -0,006 -6,9-105

Нагрузка на ось, т -3,33 0,45 -7,38 2,9-1012 -4,22 -2,44

Температура, 0С -0,41 0,064 -6,41 8,4-1010 -0,53 -0,28

Количество

остановок 0,73 1,53 0,48 0,63 -2,28 3,75

Количество огра-

ничений скорости 0,66 0,74 0,91 0,37 -0,79 2,11

Участковая

скорость, км/ч -0,09 0,16 -0,57 0,57 -0,41 0,28

Техническая

скорость, км/ч 0,028 0,22 0,13 0,89 -0,39 0,45

В результате проведения описанного анализа было установлено, что статистически значимыми факторами, оказывающими влияние на УРЭ электровозов серий 2ЭС6 и ВЛ10, являются масса состава, нагрузка на ось и температура окружающего воздуха, которые включены в модель множественной нелинейной регрессии (таблица 2).

Таблица 2 - Уравнения множественной нелинейной регрессии для серии 2ЭС6 на плечах обслуживания локомотивных бригад депо ТЧЭ-2 Омск

Наименование плеча обслуживания Направление Уравнение регрессии

Входная - Иртышское Неч. 0. , 35966 440,8 _ аэ - 24,6 + + ' 0,13• г тс Я

Чет. „ п 22976 686,5 аэ -25,9 +-+--— 0,64• г тс я

Входная - Ишим Неч. ,, . 46705 115,7 аэ -34,6 +-+—-— 0,12• г тс Я

Чет. , 42078 558,1 „ _ аэ - 25,1 +-+—-— 0,39• г тс Я

Московка - Барабинск Неч. 01 „ 22961 544,7 „ „„ аэ -21,7 + + 0,33• г т я

Чет. 01 _ 31632 559,5 „„„ аэ - 21,2 + + 0,24• г тс Я

Московка - Ишим Неч. , 35308 450,4 аэ -24,3 +-+--— 0,12• г тс Я

Чет. 23 _ , 45450 514,2 п „ аэ -23,2 +--+--— 0,39• г т я

Важной предпосылкой корректности использования уравнения регрессии является тот факт, что остатки подчиняются нормальному закону (рисунок 3).

2

Проверка нормальности остатков выполнена с помощью критерия согласия Пирсона х :

Ра

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

-34,9 -24,9 -14,9 -4,9 5,1 15,1

аэ-►

Т-г

кВт-ч/104ткм 45,1 брутто

Рисунок 3 - Распределение остатков уравнения регрессии по нормальному закону

2 = >(Ц —Ц)2

Хнабл = > / ' , (1)

м п

где Ц - наблюдаемые частоты

в г-м интервале группирования;

Ц - теоретические частоты.

В рассмотренных случаях при уровне значимости 0,05 не было оснований отвергнуть гипотезу о нормальности. Наблюдаемые значения получились ниже критических (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты проверки гипотезы о нормальном законе распределения с помощью критерия х

Плечо обслуживания Направление Наблюдаемые значения х2 Критические значения х2

Входная - Иртышское Нечет. 13,24 19,67

Чет. 9,5 19,67

Входная - Ишим Нечет. 14,54 18,3

Чет. 12,62 19,67

Московка - Барабинск Нечет. 8,74 21,03

Чет. 7,56 18,31

Московка - Ишим Нечет. 11,71 16,91

Чет. 8,34 15,51

Проведена оценка качества построенной модели множественной регрессии, учитывающей перечисленные выше факторы.

Для оценки качества предсказания используется коэффициент детерминации Я2 :

Ё(- а )2

Я 2 = ^-, (2)

п ( ~\2 - а)

^ п2

где >1 а{ — а I - сумма квадратов остатков регрессии;

г=1

— а) - общая сумма квадратов.

г=1

Данный коэффициент дает численную оценку того, насколько изменчивость предсказываемой величины объясняется включенными в модель факторами.

Следует отметить, что с целью анализа различных уравнений регрессии определение регрессионных коэффициентов выполнялось двумя способами:

1) по всем значениям выборки из генеральной совокупности (получены уравнения множественной нелинейной и линейной регрессии);

2) по средним значениям УРЭ в квантах с учетом статистического «веса» по относительной величине выполненной работы поездами в кванте по нагрузке на ось (получено уравнение гиперболической регрессии).

Окончательное определение и сравнение коэффициентов детерминации R2 для различных математических моделей производилось по первому способу, так как данный способ отличается своей простотой (соответствующие пакеты анализа имеются в программах Microsoft Excel 2007 и STATISTICA for Windows Release 8.0) и прозрачностью.

Результаты исследования, приведенные в таблице 4, подтвердили, что модель множественной нелинейной регрессии, учитывающая указанные факторы, в сравнении с моделями гиперболической нелинейной и множественной линейной регрессии позволит достичь в значительной мере более достоверного определения нормы УРЭ на поездку (получены более 2

высокие значения R 2). Важно также отметить, что данные параметры (нагрузка на ось, масса состава и температура) являются известными перед поездкой.

В конечном итоге по полученным уравнениям регрессии были определены соответствующие нормы УРЭ и проведен анализ их выполнения.

Таблица 4 - Сравнение коэффициентов детерминации R2 для различных статистических моделей

Плечо обслуживания Направление Варианты уравнений регрессии

аэ = В0 + Б J 0 q (ЦОММ) т^ Б B аэ = Б0 +-1 - Б3-t m q аэ = Б0 -Б- mc -Б2- П -Б3- t

Входная -Иртышское Нечет. 0,165 0,627 0,234

Чет. 0,521 0,735 0,556

Входная -Ишим Нечет. -0,02 0,699 0,328

Чет. 0,68 0,781 0,693

Московка -Барабинск Нечет. 0,507 0,699 0,583

Чет. 0,403 0,832 0,449

Московка -Ишим Нечет. 0,381 0,792 0,537

Чет. 0,144 0,849 0,244

Анализ по плечам обслуживания локомотивных бригад (рисунок 4) показал, что нормы УРЭ не выполнены только на плече обслуживания Московка - Барабинск в нечетном направлении. Дальнейший анализ по сериям электровозов (рисунок 5), эксплуатирующихся на данном участке, показал, что нормы не выполнены электровозами серии 2ЭС6, затем выявлены поездки с электровозами 2ЭС6 (рисунок 6), в которых нормы вышли за установленный диапазон отклонения в ±30 %, и выявлены межподстанционные зоны (МПЗ) с пониженной энергетической эффективностью в конкретной поездке (рисунок 7), а также причина невыполнения локомотивной бригадой нормы УРЭ за поездку (выявлено наличие двух неграфиковых остановок и одного предупреждения об ограничении скорости).

Общая величина непроизводительных потерь электроэнергии от наличия двух неграфиковых остановок и одного предупреждения об ограничении скорости на участке в анализируемой

поездке (см. рисунок 7) составила 1287 кВт-ч. Если данное значение непроизводительных потерь электроэнергии учесть, то машинист уложится в установленный диапазон ±30 % [7].

100

кВт-ч/104 ткм брутто

70 60 50 40

аэ 30 20

10

0

- факт (перерасход);

- факт (экономия);

- норма УРЭ

Московка - Барабинск Входная - Ишим Московка - Ишим Входная - Иртышское

Рисунок 4 - Результаты анализа эффективности использования электроэнергии ЭПС на плечах обслуживания в нечетном направлении

70

кВт-ч/104 ткм брутто

50 40 30 20 10 0

аэ

- факт (перерасход); - факт (экономия); ||||||| - норма УРЭ

2ЭС6

ВЛ10

Рисунок 5 - Результаты анализа эффективности использования электроэнергии ЭПС по сериям электровозов на плече обслуживания локомотивных бригад Барабинск - Московка (нечетное)

60

50

Я 40

а 30 о

т О

20 10 0 -10 -20 -30 -40

-♦< ф Анализируемая поездка

♦ -А-<

ж * ♦

— • А П-- ^-♦

♦ - -♦-

—♦- Ф

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Масса состава, т

Рисунок 6 - Результаты анализа эффективности использования электроэнергии ЭПС по поездкам на плече обслуживания Барабинск - Московка (нечетное)

В данном случае величину ущерба от непроизводительных потерь электроэнергии следует отнести на службу движения центральной дирекции управления движением, а также рекомендовать произвести корректировку графика движения с целью сокращения неграфиковых остановок, ограничений скорости движения на участке и т. д.

0

Анализ остальных поездок с перерасходом электроэнергии показал, что данные поезда следовали в рамках нормативного графика движения поездов, поэтому эти номера электровозов и фамилии машинистов следует взять на контроль в последующих поездках с целью обоснования необходимости проведения непланового вида ремонта электровозов и обучения машинистов рациональным режимам вождения поездов.

- факт (перерасход > 30 %); ^ - факт (экономия >30 %); [Щ] - норма УРЭ; |

- норма УРЭ выполнена

140

кВт-ч/104 ткм брутто

100

А

a

80 60 40 20 0

jé? Ч3 ж

4?'

^ <f ✓ / У ✓ о/ ✓ ^ * *

S SS/jfy// S

f / / ✓

«f „

/ J

* * / /

ö*

Рисунок 7 - Результаты анализа эффективности использования электроэнергии ЭПС в исследуемой поездке локомотивной бригады в границах МПЗ на плече обслуживания Барабинск - Московка (нечетное)

Внедрение предлагаемого метода позволит обеспечить ежесуточный контроль непроизводительных потерь электроэнергии с отнесением их на участников перевозочного процесса и разрабатывать рекомендации по повышению эффективности использования электроэнергии ЭПС в зонах учета железной дороги, что даст возможность снизить непроизводительные потери и расход электроэнергии на тягу поездов.

Список литературы

1. Гапанович, В. А. Энергетическая стратегия и электрификация российских железных дорог [Текст] В. А. Гапанович, С. Н. Епифанцев, В. А. Овсейчук. - М.: Эко-Пресс, 2012. - 196 с.

2. Черемисин, В. Т. Контроль нерационального использования электрической энергии на тягу поездов с применением бортовых информационно-измерительных комплексов учета электроэнергии [Текст] / В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков, С. Г. Истомин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2015. - №1 (21). - С. 69 - 74.

3. Истомин, С. Г. Определение непроизводительных потерь электроэнергии электроподвижным составом с использованием бортовых информационно-измерительных комплексов учета электроэнергии / С. Г. Истомин // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения / РГУПС. - Ростов-на-Дону. - 2015. - № 2 (58). - С. 19 - 24.

4. Черемисин, В. Т. Оценка влияющих факторов на значение интегрального показателя энергетической эффективности электровозов ЭП2К и 2ЭС6 на основе данных регистраторов параметров движения / В. Т. Черемисин, О. В. Гателюк, С. Г. Истомин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока / Новосибирская гос. акад. водного транспорта. -Новосибирск. - 2015. - № 2. - С. 85 - 89.

5. Черемисин, В. Т. Разработка алгоритма определения причин ущерба и ответственных за него участников перевозочного процесса при невыполнении локомотивной бригадой удельной нормы электроэнергии на поездку / В. Т. Черемисин, С. Г. Истомин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2015. - № 2 (22). - С. 101 - 109.

6. Истомин, С. Г. Разработка технологии повышения эффективности использования электроэнергии электроподвижным составом в границах зон учета [Текст] / С. Г. Истомин // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: Материалы всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2016. - С. 15 - 22.

7. Истомин, С. Г. Оценка энергетической эффективности работы электроподвижного состава в границах произвольных зон учета [Текст] / С. Г. Истомин // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: Материалы науч. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2016. - С. 55 - 62.

References

1. Gapanovich V. A., Epifancev S. N., Ovsejchuk V. A. Jenergeticheskaja strategija i jelektrif-ikacija rossijskih zheleznyh dorog (Energy Strategy and the electrification of the Russian railways). Moscow: Jeko-Press Publ., 2012, 196 p.

2. Cheremisin V. T., Ushakov S. Y., Istomin S. G. Controlling the irrational electricity consumption for train traction by the use of information-measuring systems of electricity metering on the rolling stock [Kontrol neratsionalnogo ispolzovaniya elektricheskoy energii na tyagu poezdov s primeneniem bortovyih informatsionno-izmeritelnyih kompleksov ucheta elektroenergii]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2015, no. 1 (21), pp. 69 - 74.

3. Istomin, S. G. Determination of unproductive electric power losses using an electric rolling stock using on-board information and measurement systems for electricity metering [Opredelenie neproizvoditel'nykh po-ter' elektroenergii elektropodvizhnym sostavom s ispol'zovaniem bortovykh informatsionno-izmeritel'nykh kompleksov ucheta elektroenergii]. VestnikRostovskogo gosudarstvennogo universitetaputei soobshcheniia -Bulletin of Rostov State Transport University, 2015, no. 1 (58), pp. 19 - 24.

4. Cheremisin, V. T., Gateliuk O. V., Istomin S. G. Estimation of the influencing factors on the value of the integral indicator of the energy efficiency of electric locomotives EP2K and 2ES6 on the basis of the data of traffic parameters recorders [Otsenka vliiaiushchikh faktorov na znachenie inte-gral'nogo pokazatelia energeticheskoi effektivnosti elektrovozov EP2K i 2ES6 na osnove dannykh reg-istratorov parametrov dvizheniia]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka - Scientific problems of transportation in Siberia and the Far East, 2015, no. 2, pp. 85 - 89.

5. Cheremisin, V. T., Istomin S. G. Development of an algorithm for determining the causes of damage and the participants in the transportation process responsible for it, if the locomotive crew does not fulfill the specific norm of electricity for the trip [Razrabotka algoritma opredeleniia prichin ushcherba i otvetstvennykh za nego uchastnikov perevozochnogo protsessa pri nevypolnenii lokomotivnoi brigadoi udel'noi normy elektroenergii na poezdku]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2015, no. 2 (22), pp. 101 - 109.

6. Istomin, S. G. Development of technology for increasing the efficiency of electric power use by the electric rolling stock within the boundaries of the metering areas [Razrabotka tekhnologii povysheniia effektivnosti ispol'zovaniia elektroenergii elektropodvizhnym sostavom v granitsakh zon ucheta]. Materi-aly vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Ekspluatatsionnaia nadezhnost' lokomotivnogo parka i povyshenie effektivnosti tiagi poezdov» (Materials of the all-Russian scientific and technical conference with international participation «Operational reliability of the locomotive fleet and increasing the efficiency of traction»). - Omsk, 2016, pp. 15 - 22.

7. Istomin, S. G. Estimation of the energy efficiency of the electric rolling stock within the limits of arbitrary accounting zones [Otsenka energeticheskoi effektivnosti raboty elektropodvizhnogo sostava v granitsakh proizvol'nykh zon ucheta]. Materialy nauchnoi konferentsii «Innovatsionnye proekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte» (Materials of the scientific conference "Innovative projects and technologies in education, industry and transport"). - Omsk, 2016. pp. 55 - 62.

INFORMATION ABOUT THE AUTHOR

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Истомин Станислав Геннадьевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

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

Преподаватель кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС

Тел.: +7 (3812) 31-34-19

E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Истомин, С. Г. Апробация метода снижения удельного расхода и непроизводительных потерь электроэнергии в границах зон учета железной дороги [Текст] / С. Г. Истомин // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. - № 1 (29). -C. 64 - 74.

Istomin Stanislav Gennadevich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Lecturer of the department «Rolling stock electric railways», OSTU.

Phone: +7 (3812) 31-34-19 E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Cheremisin V. T., Istomin S. G. Approbation of the method of reducing the specific expenditure and nonproductive loss of electricity in the boundaries of railway account zones. Journal of Transsib Railway Studies, 2017, vol. 29, no. 1, pp. 64 - 74 (In Russian).

УДК 621.331, 629.4

М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм, В. И. Гутников

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

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАЦИИ

Аннотация. В статье выполнен анализ влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на величину полезного использования энергии рекуперации и величину потерь электроэнергии, обусловленных протеканием энергии рекуперации по системе тягового электроснабжения к различным потребителям. Величина потерь энергии рекуперации определяет степень эффективности ее использования. Предлагаются подходы к последовательному определению эффективности использования энергии рекуперации и расчету численных значений величин, характеризующих параметры системы тягового электроснабжения, учет которых необходим для адекватного анализа потокораспределения энергии рекуперации. Определено, что для оценки влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на эффективность использования энергии рекуперации достаточно использовать метод регрессионного анализа. Рассчитаны значения относительного сопротивления контактной сети в зависимости от типа контактной подвески и от схем питания тяговой сети. Показано, что параметры и режимы работы системы тягового электроснабжения оказывают влияние на потери в контактной сети, в выпрямительно-инверторных преобразователях и тяговых трансформаторах тяговых подстанций постоянного тока, на величину возврата энергии рекуперации по шинам тяговых подстанций и на относительное изменение потерь в системе тягового электроснабжения при применении рекуперативного торможения.

Ключевые слова: энергетическая эффективность, система тягового электроснабжения, энергия рекуперации, схема питания, контактная подвеска, трансформаторы.

Mikhail M. Nikiforov, Alexander S. Vilgelm, Vyacheslav I. Gutnikov

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

INFLUENCE OF PARAMETERS AND OPERATING MODES TRACTION POWER SUPPLY SYSTEM ON EFFICIENCY OF ENERGY RECOVERY

USE

Abstract. The article analyzes the influence of parameters and operating modes of traction power supply system on the value of the useful energy recovery and the amount of electricity losses caused by the energy recovery through