Киселёв Глеб Юр ьевнч
Омский государственный технический универ-сит ет (ОмГТУ).
Мира пр., д. 11, г. Омск, 644053, Российская Федерация.
А спирант кафедры «Электроснабжение про-мышленных предприятий», ОмГТУ.
Тел.:+7 (902) 102-42-22.
Е-тай [email protected]
Дорого в Борис Борисович
Омский государственный технический з,шивер-сит ет (ОмГТУ).
Мира пр., д. 11, г. Омск, 644053, Российская Федерация.
А спирант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», ОмГТУ.
Тел.:+7 (950) 210-19-17.
Е-таП: [email protected]
Ганбов Иван х\нд>еевнч
Омский государственный технический унив ер-сит ет (ОмГТУ).
Мира пр., д. 11, г. Омск, 644053, Российская Федерация.
А спирант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», ОмГТУ.
Тел.: +7 (950) 792-52-34.
Е-таП: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СГАТШ
Применение ветроэнергетических установок с вергикалвной освю вращения типа «рогэр в раструбе» в целях электроснабжения объектов в Республике Ал т ай / А. х^. Бу б енчиков, Г. Ю. Кис ел ёв. Б. Б. Д орогов, И. А. Гаибов. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2024. -№ 3 (59). - С. 26 - 96.
Kisefyov Gleb Yurievich
Omsk State Technical University (OtriSTU).
11, Mira av., Otri sk, 644050, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Power Supply of Industrial Enterprises», OtriSTU.
Phone: +7 (902) 102-42-22.
E-mail: [email protected]
Dorogov BorisBorisovich
Omsk State Technical University (OmSTU).
11, Mira av., Om sk, 644050, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Power Supply of Industrial Enterprises», OmSTU.
Phone:+7(950) 210-19-17.
E-mail: [email protected]
Gai) ov Ivan Andreevich
Omsk State Technical University (OmSTU).
11, Mira av., Om sk, 644050, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Power Supply of Industrial Enterprises», OmSTU.
Phone:+7 (950) 792-52-34.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
bubenchtkov A.A., Kiselyov (i.Yu, Dorogov B.ti., Gaibov I.A. x^pplication of vertical axis wind power turbines of the «rotor in a bell» type for power supply of facilities in the xAltai Republic. Journal of Trans sib Railway Studies, 2024, no. 3 (59), pp. 26-96 (In Russian).
УДК 621.331: 621.372.21
Т. В. Ковалева, А. А. Комякэв, О. О. Комякова, Н. В. Пашкова, А. М. Чулембаев
Омский государственный университет путей сообщения(ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Аннотщия. В статье выполнен анализ показателей качества электроэнергии и электромагнитной совместности со смежными устройствами на основе определения гармонического спектра напряжения и тока в любсй т очке рассмат\риваез& ой cicm емы гут ем и>*итацион но го м оделирован ия. В к ач ест ее ык струмен та для разработки модели выбрана среда диназа ич еского м оделирован ил StmlnTech, в которой создана виртуальная модель системы электроснабжения тяговой сети постоянного тока. Разработанная модель расчетного участка, включающая в себя источник несюшетричного и несинусоидального трехфазного напряжения, понижающий и преобразовательным трансформаторы, двекадцатипульсовьш выпрямитель последовательного типа, сглаживающий фильтр, позволяет выполнить анализ династических процессов в системе тягового электроснабжения с учетом движения электровозов. Линии электропередачи и тяговая сеть гредставляют с сбой цепи с распределенньши парометразаи, в которых при исследовании несбходшло учитььвать
стационарные волновые урощссы, которые, приводят к дополнит ель ньш потерям электроэнергии и ухудшению работы устройств электроснабжения и электроподвижного состава. У современных электровозов с асинхронньши тяговьши двигателмли наличие инверторов в тяговом преобразователе приводит к искажению напряжения и тока в контактной сети. Нестационарные волновые уроцессы в тяговой сети с такими электровозами усиливают ее мешающее втхние на смежные устройства больше, чем электровозы с коллектораъти тяговьши деыгателя>.<}и. Многовариантное моделирование позволяет выявить основные факторы, влияющие на искажение синусоидальности кривой нагряжения и тока и выполнить оценку их значшюсти метод&ди корреляционного анализа. Сформированы математические модели, позволяющие урогнозировать показатели качества электроэнергии, связанные с несшлметрией и несинусоидальностью напряжения. Приведенная модель и алгоритм исследования могут быть применены ури проектировании новых и модернизации существующих тяговых подстанций железных дорог постоянного тока
Ключевые слова: несюлметрия и несинусоидальность напряжения, система тягового электроснабжения, постоянный ток, показатели качества электроэнергии, юлитационное моделирование.
Tatiana V. Kovaleva, Alexander A. Komyakov, Olga О. Komyakova, Natalia V. Pashkova,
AmanzholM. Chulembaev
Omsk State Transport University (OS TU), Omsk, the Russian Federation
FORECASTING ELECTRICITY QUALITY INDICATORS Ш RAILWAY POWER SUPPLY SYSTEMS
Abstract The article analyzes the indicators of power quality ami electromagnetic compatibility with agacent devices based on determiningthe harmonic spectrum cf voltage and cur rent at any point in the system under consideration using simulation modeling. The SimlnTech dynamic modelingenvironment was chosen as a toolfor developing the model, in which a virtual model of the power supp'.y system of a DC traction network was created. The developed model of the design section, including a source of asymmetrical and non-sinusoidal three-phase voltage, step-down and converter transformers, a twelve-pulse series-type rectifier, and a smoothing filter, makes it possible to analyze dynamic processes in the traction power supply system, taking into account the movement of electric locomotives. Power lines and traction networks are circuits with distributed parameters which the study must take into account stationary wave processes which lead to additional losses of electricity and deterioration both of the power sipply devices and electric rolling stock operation. In modern electric locomotives vith asynchronous traction motors, the presence of inverters in the traction converter leads to a distortion of voltage and current in the contact network Unsteady wave processes in the traction network with such electric locomotives enhance its interfering effect on adjacent devices more than electric locomotives with commutator traction motors. Multivariate modeling allows to identifying the main factors influencing the distortion cf the sinusoidality of the voltage and current curve and evaluate their significance using correlation analysis methods. Mathematical models have been generated, that make it possible to predict power qualify indicators associated with voltage asymmetry and non-sinusoidality. The presented model and research algorithm can be applied in the design of new traction substations of DC railways and the modernization of existing ones.
Keywords: traction power supply system, direct current, voltage asymmetry and non-sinus oiddify, power qualify indicators, simulation modeling.
Современная электроэнергетическая система характеризуется ростом количества и мощностей приемников электрической энергии, ухудшающих ее качество. Все это порождает серьезную проблему обеспечения электромагнитной совместимости большого числа различных потребителей [1].
Система электроснабжения железных дорог постоянного тока при нормальных режимах работы оказывает мешающее электромагнитное влияние на смежные устройства. Гармоники выпрямленного напряжения, основными источниками которых являются много пульсовые выпрямители тяговых подстанций постоянного тока, обусловливают появление помех в смежных устройствах, расположенных вблизи тяговой сети. Для сглаживания гармоник напряжения в тяговой сети применяются сглаживающие фильтры на выходе тяговых подстанций. Система напряжений, питающая тяговые подстанции постоянного тока, является несимметричной и несинусоидальной. Несинусоидальность питающих напряжений определяется наличием в энергосистеме нелинейных нагрузок (трансформаторы, выпрямители и т. д.). Несимметрия напряжений питающей системы обусловлена неравномерной загрузкой фаз и может достигать 10 %. Режимы работы электрических систем при
||В|§|| шшш ^^ ИЗВЕСТИЯ Транссиба 97
——
лектротехнические комплексы и системы
наличии несимметрии и несинусоидапьности напряжений считаются длительными нормальными нагрузочными режимами [2, 9].
Линии электропередачи и тяговая сеть представляют собой цепи с распределенными параметрами, в которых при исследовании необходимо учитывать стационарные волновые процессы. Волновые процессы приводят к дополнительным потерям электроэнергии и ухудшению работы устройств электроснабжения и электр о подвижного состава [3].
Электровоз является сложной динамической нагрузкой. Особенностью современных электровозов с асинхронными тяговыми двигателями является наличие инверторов в тяговом преобразователе, которые приводят к искажению напряжения и тока в контактной сети. Нестационарные волновые процессы в тяговой сети с такими электровозами усиливают мешающее влияние на смежные устройства больше, чем электровозы с коллекторными тяговыми двигателями.
Целью настоящего исследования является анализ электромагнитных процессов в описанной выше системе электроснабжения железных дорог постоянного тока, представляющий собой сложную многокритериальную задачу, которая может быть решена с помощью технологий имитационного моделирования. Выполненный анализ позволит спрогнозировать показатели качества электроэнергии, которые необходимы при проектировании новых и модернизации существующих систем электроснабжения железнодорожного транспорта.
Для оценки показателей качества электроэнергии и электромагнитной совместимости со смежными устройствами необходимо определение гармонического спектра напряжения и тока в любой точке рассматриваемой системы. В среде динамического моделирования £8,тЫТеск создана виртуальная модель системы электроснабжения тяговой сети постоянного тока с движущимся электровозом с учетом распределенных параметров линии электропередачи и тяговой сети на основе блок-схемы, приведенной на рисунке 1. В модели для измерения значений напряжений и токов в любой точке системы используются однофазные и трехфазные измерительные приборы, для определения формы и гармонического спектра сигналов применяются осциллографы и анализаторы спектрального состава.
Рисунок 1 - Блок-схема системы электроснабжения тяговой сети постоянного тока
Библиотека программы ЗгтЫТеск содержит блок «Источник напряжения трехфазный», на выходе которого напряжения фа^ синусоидальны. Для моделирования процессов в системе электроснабжения при различной ф орме питающего напряжения создан трехфазный источник с задаваемыми параметрами несимметрии и не с и ну с о ид а ль но сти (рисунок 2). Модель позволяет задавать функцию напряжения с любым количеством гармоник прямой, обратной и нулевой последовательностей при различных коэффициентах несимметрии. Для примера на рисунке 2 приведена осциллограмма напряжения, соответствующая функции, которая содержит 10 гармоник ряда Фурье при коэффициенте не симметрии 2 %.
98 ИЗВЕСТИЯ Транссиба №и3(6^
Несаииётричный м&синусси^ллании источник 110кБ
Понижающий 1грвнсфэриатэр ТДН 16000,410
Модель содержит блоки «Трансформатор трехфазный трехобмоточный», «Трансформатор трехфазный двухобмоточный» библиотеки программы ЯтЫТеск, учитывающие нелинейные свойства реальных трансформаторов. В качестве задаваемых параметров были использованы справочные данные для трансформаторов ТДН 16000/110, ТРДП-16000/10 и ТМ-400/10 [4].
Рисунок 2 - Модель (а), осциллограмма (б) и схема замещения (е) трехфазного источника несимметричного несинусоидального напряжения
Мостовой двенадцатипульсовый выпрямитель последовательного типа был создан при помощи двух последовательно соединенных блоков «Преобразователь трехфазный мостовой» с реальными параметрами из библиотеки программы БтЫТеск (рисунок 3). Параметры реактора и резонансно-апериодического фильтра на выходе выпрямителя задаются в соответствии с несимметрией и несинусоидальностью питающих напряжений.
Тлгозя,:й_прсобразооатс-л^
€
выходного сигналя
Рисунок 3 - Элемент модели тяговой сети постоянного тока
Транссиба ээ
ИЗВЕСТИЯ
Модель трехфазной линии электропередачи переменного тока напряжением 10 кВ, питающей нетяговые потребители, представлена блоком «Трехфазная линия электропередачи», имитирующим цепь с распределенными параметрами. При моделировании можно варьировать длину линии, количество элементарных участков с заданными первичными параметрами на единицу длины. Первичные параметры модели указанной линии соответствуют справочным данным для провода АС-50 [4].
Трехфазная нагрузка, соответствующая нетяговым потребителям, получает питание от тяговой подстанции по трехфазной линии электропередачи напряжением 10 кВ и в модели представлена актив но-индуктивной нагрузкой (блок «.PQ»), позволяющей задавать ее различный характер и величину.
Для создания модели тяговой сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ использованы блоки «Линия электропередачи». Для учета динамических особенностей работы электровоза тяговая сеть представлена набором блоков, имитирующих отдельные ее участки, что позволяет выполнять необходимые измерения параметров напряжения и тока в любой точке меж под станционной зоны. Первичные параметры модели контактной сети, определяемые на единицу длины, соответствуют справочным данным для типа подвески М-95+2МФ-100 [5]. Изменяя параметры блока, можно варьировать длину линии, количество элементарных участков с заданными первичными параметрами.
В качестве тяговой нагрузки рассмотрены два варианта электровозов: с коллекторным и асинхронным тяговыми двигателями. Модель электровоза с коллекторным двигателем представляет собой активно-индуктивную нагрузку. Примером электровоза с асинхронным тяговым двигателем является электровоз 2ЭС10 «Гранита. Каждая секция электровоза оборудована двумя тяговыми преобразователями. Разработанная модель тягового преобразователя (см. рисунок 3) включает в себя следующие элементы: асинхронный электродвигатель, инвертор, источник напряжения, дроссель, анализатор спектра на основе преобразования Фурье, широтно-импульсный модулятор на четыре канала с симметричным треугольным опорным сигналом и формированием защитных пауз [6].
Наиболее распространенной эффективной мерой защиты смежных устройств от мешающего электромагнитного влияния тяговой сета постоянного тока является применение на тяговых подстанциях сглаживающих фильтров. Выбранная схема апериодического сглаживающего фильтра соответствует применению двенадцатипульсовых выпрямителей. Недостатком ее является низкий коэффициент сглаживания гармоник с частотами до 300 Гц, что особенно существенно при большой несимметрии питающих напряжений (более 2%). В этом случае необходимо применение резонансно-апериодического фильтра с резонансным контуром 100 Гц (см. рисунок 3).
Было проведено многовариантное моделирование в программе SimlnTech с учетом типа двигателя электровоза (коллекторный тяговый двигатель и асинхронный тяговый двигатель), значения тока нагрузки (холостой ход, 1800 А, 3150 А), тока трехфазного короткого замыкания на шинах тяговой подстанции (1830 А, 3260 А, 6480 А), уровня несимметрии напряжений на шинах тяговой подстанции (0 %, 2 %, 10 %). Таким образом, к рассмотрению принято 54 варианта.
На основе проведенного многовариантного моделирования сформированы корреляционные матрицы (не приведены в статье), которые включают в себя следующие показатели: ток нагрузки электровоза /эпс, ток трехфазного короткого замыкания на шинах тяговой подстанции /к.з., коэффициент несимметрии питающих напряжений по обратной последовательности K.2U, показатели качества электроэнергии на стороне нетяговых потребителей с напряжением 10 кВ (коэффициенты п-й гармонической составляющей тока и напряжения ¿3», суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения и тока Ки или Kj).
Анализ полученных результатов моделирования показывает, что ток трехфазного короткого замыкания на шинах тяговой подстанции практически не оказывает влияния на
¡нора
2024
искажение синусоидальности кривой сетевого тока (коэффициенты корреляции для большинства гармоник не превьсили 0,12). В то же время наиболее значимым влияющим фактором оказался ток тяговой нагрузки: наблюдается существенная отрицательная связь между коэффициентом гармонических составляющих тока и /эпс. Таким образом, с увеличением тока тяговой нагрузки абсолютные значения гармоник сетевого тока возрастают, однако их относительные значения снижаются [7].
Не симметрия питающих напряжений имеет менее значимое влияние на Ki с коэффициентами корреляции от 0,27 до 0,32. Причем увеличение K.2U приводит к значительному снижению доли канонических гармоник тока (11-я, 13-я, 23-я, 25-я) и к перераспределению спектра в сторону соседних частот. Так, значительной положительной связью с K.2Uобладают 9-я, 15-я и 19-я гармоники с коэф фициентами корреляции не менее 0,7. Этот эфф ект сильнее проявляется у электровоза с асинхронным тяговым двигателем.
Однако в целом можно отметить, что разница в спектре сетевого тока между электровозами разных типов незначительна. Некоторое отличие в характере изменения наблюдается лишь для гармоники с частотой 950 Гц. С помощью критерия Фишера выполнен анализ од нор од н остей выборок К: для электровозов с коллекторным и асинхронным тяговым двигателем. Результаты проведенного анализа показывают, что расчетное значение критерия составило 1,41, а критическое значение - 2,27 при доверительной вероятности 0,95. Следовательно, нет оснований отвергать гипотезу об однородности рассматриваемых выборок.
Показатели несинусоидальности сетевого тока для электровозов с коллекторным и асинхронным тяговым двигателем отличаются незначительно, поэтому для оценки качества электроэнергии на шинах напряжением 10 кВ тяговой подстанции можно рассмотреть только один вариант, например, с коллекторным тяговым двигателем.
В отличие от сетевого тока на суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения оказывают влияние все рассмотренные показатели. Наиболее значимым фактором оказалась несимметрия питающих напряжений, причем рост не симметрии приводит к снижению суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения за счет снижения вклада канонических гармоник (коэффициенты корреляции для 11-й, 13-й, 23-й и 25-й гармоник от -0,44 до -0,95).
Повышение тока тяговой нагрузки приводит к увеличению суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения в основном за счет канонических гармоник. При этом гармоника, соответствующая частоте 150 Гц, уменьшается с увеличением тяговой нагрузки.
Уменьшение мощности системы внешнего электроснабжения (т. е. снижение тока трехфазного короткого замыкания) негативно сказывается на показателях качества электроэнергии (коэффициент корреляции -0,44).
На основе полученных данных сформированы математические модели, которые позволяют прогнозировать показатели качества электроэнергии, связанные с не синусоидальностью напряжения. Расчеты выполнены методом «последовательный с исключением» (обратный жадный алгоритм) в программе Statistica. Результаты приведены в таблице. Наибольший коэффициент детерминации наблюдается для канонических гармоник, а наименьший - для гармоники частотой 150 Гц Для гармоник 3-го, 5-го, 7-го, 19-го, 21-го порядка модели не сформированы из-за слабого влияния принятых к рассмотрению факторов.
На основе полученных моделей имеется возможность прогнозировать показатели качества электроэнергии, например, при проектировании или реконструкции электрифицированных участков. Предположим, что проектируемая тяговая подстанция подключается к системе внешнего электроснабжения с током трехфазного короткого замыкания 3500 А, при этом ожидаемый уровень несимметрии напряжений составляет 2 %.
Согласно данным таблицы можно записать зависимость суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения от тока тяговой нагрузки:
{ggfglj ШдШ ^^ ИЗВЕСТИЯ Транссиба 101
Ки(1шс) = -0,092-2-0,000136-3500+0,000441./„с+5,432, ^(/Эш) = 0,000441 -/эпс +4,772.
Математические модели дня прогнозирования показателей качеств а электроэнергии
Показатель Математическая модель Коэффициент детерминации F?
Ки Кр = -0,092-К2и - 0:000136 ■ 4 3 + 0,00 0441 +5,432 0,373
Кы Значимое влияние факторов отсутствует -
Км Значимое влияние факторов отсутствует -
Km Значимое влияние факторов отсутствует -
К(9) ^, = 0,137-^+0,533 0,691
^, = -0,231-^ + 4,275 0,920
К( В) =-0,029--3,00008-43 +0,000192 /эпс +2,733 0,715
т ^ = 0,19-^ + 0,521 0,846
^ = 0,077-^ + 0,37 0,734
Km Значимое влияние факторов отсутствует -
Km) Значимое влияние факторов отсутствует -
К{Ъ) ¥ЛЪ) =-0,053- К2и -0,000036 - 4з + 0,000266 - /зпс + 0,352 0,607
К{Ъ) ^,=-0,154-^+2,148 0,761
Согласно ГОСТ 32144-2013 значения Ки для класса напряжения б - 25 кВ не должны превышать 5 % в течение 95 % времени измерений. Тогда можно сделать вывод о том, что при токе нагрузки электровоза свыше 500 А будет наблюдаться превышение допустимого значения Ки. В этом случае на данной тяговой подстанции необходимо предусмотреть установку средств повышения качества электроэнергии.
Таким образом, в настоящем исследовании выполнен анализ электромагнитных процессов в системе электроснабжения железных дорог постоянного тока путем имитационного моделирования в среде SimlnTech. Путем многовариантного моделирования выбраны факторы, влияющие на искажение синусоидальности кривой напряжения и тока, и выполнена оценка их значимости методами корреляционного анализа. Установлено, что разница в спектре сетевого тока м^жду электровозами разных типов незначительна. Наиболее важным фактором, влияющим на коэффициент гармонических составляющих тока, является ток тяговой нагрузки. Не симметрия питающих напряжений также оказывает влияние на несинусоидальность сетевого тока, однако в меньшей степени [8].
Выполненные исследования показали, что значительное влияние на качество электрической энергии в система! электроснабжения железных дорог оказывает и мощность системы внешнего электроснабжения (ток трехф аз ног о короткого замыкания). Сф ормированы математические модели, которые позволяют прогнозировать показатели качества электроэнергии, связанные с несинусоидгльностью напряжения.
Предложенный подход к прогнозированию показателей качеств а электроэнергии является универсальным и может быть применен при проектировании инфраструктуры железных дорог для обеспечения надежного и качественного электроснабжения потребителей.
Список литературы
1. Бадер, М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Бадер. - Москва : Учебно-методический кабинет МПС России, 2002. - 638 с. - Текст: непосредственный.
2. Влияние качества электрической энергии на потери в линиях электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей / Т. В. Ковалева, А. А. Комяков, О. О. Комякова [и др.1. - Текст: непосредственный // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации устройств электроснабжения электрического транспорта : материалы всероссийской научно-технической конференции с международным участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск, 2023.-С. 148-155.
- = =
Электротехнические комплексы и систем ы
3. Резонансные явления в трехфазных линиях электропередачи, питающих нетяговых потребителей железнодорожного транспорта / Т. В. Ковалева, А. А. Комяков, О. О. Комякова, Н. В. Пашкова. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. - 2023. - № 3 (78). -С. 109-114.-DOI: 10.20291/1815-9400-2023-3-109-114.
4. Бажанов, С. А. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / С. А. Бажанов, И. С. Батхон, И. А. Баумштейн. - Москва : Энергоиздат, 1981. -656 с. - Текст: непосредственный.
5. ГОСТ 839-2019. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. -Москва : Стандартинформ, 2019. - 38 с. - Текст : непосредственный.
6. Комяков, А. А. Анализ гармонического состава сетевого тока и напряжения тяговых подстанций постоянного тока при работе электровозов с асинхронными тяговыми двигателями / А. А. Комяков, А. М. Чулембаев. - Текст : непосредственный // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте : материалы научной конференции / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2023. - С. 608-614. -EDN: QSBKBM.
7. Богданова, К. В. Влияние тяговой нагрузки электрифицированных железных дорог на качество электроэнергии в сетях / К. В. Богданова. - Текст : непосредственный // Железнодорожный транспорт и технологии : сборник трудов международной научно-практической конференции / Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург, 2023. -Том 1. - Выпуск 1 (249). - С. 60-62. - EDN: BSKQOV.
8. Крюков, А. В. Качество электроэнергии в перспективных системах электроснабжения магистральных железных дорог / А. В. Крюков, Д. А. Середкин, И. А. Фесак. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы электроэнергетики : сборник научно-технических статей конф еренции / Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2021. - С. 206-212. -DOI: 10.46960/44170389_2021_206. - EDN: ZMPPYC.
9. Москалев, Ю. В. Снижение несимметрии потребляемых токов тяговыми подстанциями магистральных железных дорог /10. В. Москалев. - Текст : непосредственный // Современные проблемы электроэнергетики и пути их решения: материалы всероссийской научно-технической конференции / Дагестанский гос. техн. ун-т. - Махачкала, 2018. - С. 80-83. - EDN: QLQGJJ.
References
1. Bader MP. Electromagmtnqya sovmes&mosi' [Electromagnetic compatibility]. Moscow, Educational and methodological office of the Ministry of Railways of Russia Publ., 2002. 638 p. (En Russian).
2. Kovaleva T.V., Komyakov A.A., Komyakova O.O. et al. [Influence of electric energy quality on losses in power supply lines of non-traction railway consumers]. Aktual'nye -problem? proehirovaniya г ekspluatatcii us troys tv eiectr osnabzheniya electrickeskogo transporta [Actual problems of designing and operating electric power supply devices for electric transport]. Omsk, 2023, pp. 148-155 (In Russian).
3. Kovaleva Т.V., Komyakov A.A., Komyakova O.O., Pashkova N.V. Resonant phenomena in three-phase power transmission lines feeding n on-traction consumers of railway transport. Transport Urala - Transport of the Urals, 2023, no. 3 (78), pp. 109-114, DOI: 10.20291/1815-9400-2023-3-109-114 (In Russian).
4. Bazhanov S.A., Batkhon I.S., Baumshtein I.A. Spravochnik po electric he skim ustanovkam vysokogo napryazheniya [Handbook of high voltage electrical installations]. Moscow, Energoizdat Publ., 1981, 656 p. (In Russian).
5. GOST 839-2019. Non-insulated wires for overhead power lines. Moscow, Standardinform Publ., 2019. 38 p. (In Russian).
6. Komyakov A.A., Chulembaev A.M. [Analysis of the harmonic composition of mains current and voltage of DC traction substations during operation of electric locomotives with asynchronous traction motors]. Innovatsionnye proekty г technologii v oobrazovanii, promyshlennosti i na fransporte : materialy nauchnoi kcnferentsii [Innovative projects and technologies in education, industry and transport : materials of the scientific conference]. Omsk, 2023, pp. 608-614, EDN: QSBKBM (In Russian).
7. BogdanovaK. V. [Influence of traction load of electrified railways on the quality of electricity in networks] Zheleznodorozhnyi transport i tekknologii : sbornik trudov mezhdunarodnoi naucfaio-prak&ckeskoi konferentsii [Railway transport and technologies : proceedings of the international scientific andpractical conference]. Yekaterinburg,2023, vol. l,no. 1 (249),pp. 60-62, EDN: BSKQOV.
{ggfglj -2024— - ИЗВЕСТИЯ Транссиба 103
8. Kryukov A.V., Seredkin D.A., Fesakl.A. [The quality of electricity in promising power supply systems of mainline railways]. Aktual'nye problemy elektroenergetiki : shornik nauckno-tekhnickeskikk statei konferentsii [Actual problems of the electric power industry : collection of scientific and technical articles of :he conference]. Nizhniy Novgorod, 2021, pp. 206-212, DOI: 10.46960/44170389_2021_206, EDM: ZMPPYC (In Russian).
9. Moskalyov Yu.V. [Reduction of asymmetry of consumed currents by traction substations of main railways] Sovremennye problemy elektroenergetiki i puti ikk resheniia :materialyvserossiiskoi nauckno-tekknickeskoi konjerentsii [Modern problems of the electric power industry and ways to solve them : materials of the All -Russian scientific and technical conference]. Makhachkala, 2018, pp. 80-83, EDM: QLQGJJ (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Ковалева Татьяна Владимир овна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 6 44046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Т еоретиче екая электротехника», ОмГУПС.
Тел.:+7 (3312) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Комяков Александр *\натольевнч
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 6 44046, Российская Федерация.
Доктор технических наук, доцент, профессор каф е д ры «Т е оретиче екая эл ектр от ех нига», О мГУ ПС.
Тел.:+7-904-322-29-05.
E-mail: [email protected]
Коыякова Ольга Олеговна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 6 44046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Т еоретиче екая электротехника», ОмГУПС.
Тел.:+7 (3212) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Иашкова Наталья Викторовна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 6 44046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Т е ор етиче ск ая эл ектрот ех ник а», ОмГУ ПС.
Тел.:+7 (3212) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Чулембаев Аманжол Маратович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 6 44046, Российская Федерация.
А спирант кафедры «Теоретическая электротехника», ОмГУПС.
Тел.:+7-999-459-74-11.
E-mail: aman4ik-xxx(^mail.ru
INFORMAI!ON ABOUT THE AUTHORS
K ova lev a Tatiana Yladimirovna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Theoretical electrical engineering», OS TU.
Phone:+7 (3212) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Komyakov Aleksandr Anatol'evich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Doctor Of Sciences in Engineering, do cent, professor of the department «Theoretical electrical engineering», OSTU.
" Phone: +7-904-322-29-05.
E-mail: [email protected]
Komyakova Olga Olegovna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph D. in Engineering, associate professor of the department «Theoretical electrical engineering», OSTU.
Phone:+7 (3212) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Pashkova Natalia Vikiorovna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph D. in Engineering, associate professor of the department «Theoretical electrical engineering», OSTU.
Phone:+7 (3212) 31-06-22.
E-mail: [email protected]
Chulembaw x\manzholMaiatovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «Theoretical electrical engineering», OSTU.
Phone: +7-999-459-74-11.
E-mail: [email protected]
¡EfiËâpg 2024
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СГАТШ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Прогнозирование показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения железных дорог /Т. В. Ковалева, А. А. Комяков, С. О. Камякова, Н. В. Пашкова, A. M. Чулембаев. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2024. -№3(59).-С. 96 -105.
УДК 621.316
Kovaleva T.V., Komyakov АЛ., Komyakova О.О., Р ashkova N .V., Chulembaev A.M. Forecasting electricity quality indicators in railway power supply systems. Journal Of Transsib Railway Studies, 2024, no. 3 (59), pp. 96-105 (InRussian).
H. В. Савина, Ю. В. Мясоедов
/Амурский государственный университет (АмГУ), г. Благовещенск, Российская Федерация
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКА ОБЪЕКТОВ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ
Аннотация, Энергетический переход 4.0 сопровождается ростом установленной мощности возобновляемых источников энергии в мире. В то же время фотоэлектрические и ветровые установки характеризуются низкой эффективностью. Это обусловливает при)ленение гибридных энергетических активных комплексов, включающих в себя указанные установки Такие комтексы, в состав которых входят статические пресбразователи, являюгяся обьектазаи распределенной генерации, снижающи>ли качество электроэнергии. Цель работы заключается в разработке математического аппарата, описывающего изменения токов объектов распределенной генерации во времени, адекватного условия?.* функционирования этих сбъектов и приемлемого при оценке состояния распределительной сети на разных ременных интервалах и решения проблемы качества электроэнергии. Распределенная генерация в электрической сети представлена нечетки?.* множеством генераторов гармонических составляющих, паразлетры режиз&а которых меняются случайньш образом во врезаени. Они распределены в пространстве, так как подключены кразньшузла).* сети. В работе определена область призаенения различных типов информационных потоков, сформированных по результатам измерений, для исследования изменения токов объектов распределенной генерации во времени. Предложено математическое описание тока сбьектов распределенной генерации в виде случайного уроцесса с нечетKU)/!U компонента).<!и. Ток представлен совокупностью первой гармоники, гармонических составляющих прямой, сбратной и нулевой последовательностей. Разработан мате).*атический аппарат для исследования изменения тока объектов распределенной генерации, основанный на совместном использовании теории cry чайных процессов, вейвлет-анализ а и теории нечетких множеств. Показано призаенение прямого и сбратного вейвлет-преобразования нестационарных случайных уроцессов, характеризующих изменения тока, описание математического ожидания пока с помощью нечетких множеств, моделирование нестационарной составляющей тока белым и гауссовым шумом. Шум обусловлен оссбенностяэаи функционирования фотоэлектрических и ветровых установок в составе гибридного энергетического активного комплекса. Приведено дискретное представление тока объекта распределенной генерации Дискретизация осуществлялась с помощью перезленного квантования, а оптюаальный интервал дискретизации определен по теореме Котельникова Представленный математический аппарат может уризленятъся ури использовании цифровых технологий в объектах распределенной генерации.
Ключевые слова: распределенная генерация, управление, качество электроэнергии, моделирование, неопределенность, стохастичность.
Natalya V. Savin a, Yuriy V. Myasoedov
Amur State Univers.ty (xAfvISU), Blagoveschensk, the Russian Federation
DEVELOPMENT OF A MATHEMATICAL APPARATUS FOR STUDYING THE CURRENT OF DISTRIBUTED GENERATION OBJECTS
Abstract Energy transition 4.0 is accompanied by an increase in the installed capacity of renewable energy sources in the world. At the same time, photovoltaic and wind installations have low efficiency. Therefore, need using such installations as part of hybrid energy active complexes, called distributed generation facilities. ,Sitch complexes, which include static converters, are distributed generation facilities that reduce the quality cf electric power. The purpose cf the work is to develop a mathematical apparatus describing changes in currents cf RG objects over time, adequate to the operating conditions of these objects and acceptable when assessing the state of the distribution network at different time
ШШШЩ1 'Ш1А -ИЗВЕСТИЯ Транссиба 105
——