CC BY
27
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Менакер Константин Владимирович
Забайкальский институт железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ).
Магистральная ул., д. 11, г. Чита, 672040, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение», ЗабИЖТ.
Тел.: +7 (3022) 24-06-90.
E-mail: [email protected]
Яковлев Дмитрий Александрович
Забайкальский институт железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ).
Магистральная ул., д. 11, г. Чита, 672040, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение», ЗабИЖТ.
Тел.: +7 (3022) 24-06-90.
E-mail: [email protected]
Востриков Максим Викторович
Забайкальский институт железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ).
Магистральная ул., д. 11, г. Чита, 672040, Российская Федерация.
Старший преподаватель кафедры «Электроснабжение», ЗабИЖТ.
Тел.: +7 (3022) 24-06-90.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Менакер, К. В. Повышение эффективности работы систем электропитания нетяговых потребителей [Текст] / К. В. Менакер, Д. А. Яковлев, М. В. Востриков // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2018. - 2 (34). - С. 85 - 94
Menaker Konstantin Vladimirovich
Transbaikal Institute of Railway Transport (Zabizht). 11, Magistralnaya st., Chita, 672040, the Russian Federation.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Electric Power Supply, Zabizht. Phone: +7 (3022) 24-06-90. E-mail: [email protected]
Yakovlev Dmitry Alexandrovich Transbaikal Institute of Railway Transport (Zabizht). 11, Magistralnaya st., Chita, 672040, the Russian Federation.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Electric Power Supply, Zabizht. Phone: +7 (3022) 24-06-90. E-mail: [email protected]
Vostrikov Maxim Viktorovich
Transbaikal Institute of Railway Transport (Zabizht).
11, Magistralnaya st., Chita, 672040, the Russian Federation.
Senior lecturer of the Department of Electric Power Supply, Zabizht.
Phone: +7 (3022) 24-06-90.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Menaker K. V., Yakovlev D. A., Vostrikov M. Increase of efficiency of operation of electric power supply systems of nontyagovy consumers. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 2, no 34, pp. 85 - 94 (In Russian).
УДК 621.331 УДК 629.4
М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм, А. Ж. Еркебаев
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ И УЧАСТКОВОЙ СКОРОСТИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАЦИИ
Аннотация. В статье изложены методологические подходы к оценке эффективности мероприятий, направленных на повышение эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации. Приведен пример расчета эффективности использования энергии рекуперации на двухпутном участке постоянного тока. Выполнен анализ влияния изменения таких параметров участка, как техническая и участковая скорость движения грузовых поездов, на эффективность использования энергии рекуперации. В статье приведены результаты оценки составляющих энергии рекуперации, формирующих экономическую эффективность рекуперации, и описаны подходы к прогнозированию изменения этой эффективности в зависимости от изменения влияющих факторов.
Ключевые слова: энергетическая эффективность, система тягового электроснабжения, энергия рекуперации, эксплуатационные показатели, техническая и участковая скорость движения поездов
Mikhail M. Nikiforov, Alexander S. Vilgelm, A. J. Yerkebayev
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
INFLUENCE OF TECHNICAL AND SITE SPEED ON EFFICIENCY OF
ENERGY RECOVERY USE
Abstract. The article outlines methodological approaches to assessing the effectiveness of measures aimed at improving the efficiency of recuperative braking application and the use of energy recovery. An example of calculating the energy efficiency of recuperation on a double-track section of direct current is given. The analysis of the influence of changes in such parameters of the section as technical and district speed of freight trains on the efficiency of energy recovery. The article presents the results of estimating the energy recovery components that form the economic efficiency of recuperation, and describes the approaches to predicting the change in this efficiency, depending on the change in the influencing factors.
Keywords: energy efficiency, traction power supply system, energy recovery, operational indicators, technical and station speed of trains
Одним из ключевых мероприятий программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «РЖД» является тема «Повышение эффективности применения РТ и использования ЭР». При этом реализуется и отдельное мероприятие - «Восстановление и модернизация систем рекуперативного торможения локомотивов и МВПС», также направленное на повышение эффективности применения рекуперативного торможения (РТ) электроподвижным составом (ЭПС). Первое мероприятие подразумевает главным образом повышение эффективности использования уже выработанной ЭПС ЭР в системе тягового электроснабжения (СТЭ), а второе - увеличение объема рекуперированной энергии.
Методические подходы к определению эффективности первого мероприятия подробно рассмотрены в трудах [1 - 5], из которых следует, что для выполнения оценки энергетической и экономической эффективностей рекуперации необходимо проанализировать составляющие, на которые распределяется выработанная ЭПС энергия рекуперации (ЭР) с выделением ее потерь в элементах СТЭ и доли, используемой эффективно. К эффективным составляющим ЭР относятся:
- потребление на собственные нужды рекуперирующего ЭПС;
- на тягу поездов другим ЭПС (находящимся на участке в режиме тяги);
- на собственные нужды тяговых подстанций, на нужды железнодорожных и сторонних потребителей, питающихся от электросетей районов электроснабжения и линий продольного электроснабжения;
- возврат ЭР в систему внешнего электроснабжения.
К составляющим потерь ЭР относятся потери:
- в контактной сети (КС) при передаче ЭР от рекуперирующего ЭПС к другому ЭПС, находящемуся в режиме тяги, и к тяговым подстанциям;
- выпрямительно-инверторных преобразователях (ВИПах) и тяговых трансформаторах тяговых подстанций постоянного тока при возврате ЭР из КС;
- понижающих трансформаторах тяговых подстанций постоянного и переменного тока при передаче ЭР через них в систему внешнего электроснабжения.
Описанная в источнике [1] методика оценки эффективности использования ЭР предполагает распределение ее объемов по составляющим полезного потребления и потерь в устройствах СТЭ с использованием эмпирических коэффициентов, разработанных на основании специально созданной математической модели, представленной на рисунке 1.
Значения всех основных влияющих на эффективность использования ЭР факторов принимаются к расчету в виде исходных данных. На их основании рассчитываются значения эмпирических коэффициентов.
Сначала выделяется общая величина эффективного использования ЭР, выработанной ЭПС на расчетном участке за расчетный период, за вычетом потерь ЭР в тяговой сети. Для
№ 2(34) 2018
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
определения этой величины используется коэффициент эффективности использования ЭР за
г кс
вычетом потерь в тяговой сети крек эф .
Рисунок 1 - Упрощенный алгоритм методики оценки эффективности использования ЭР
7 ЭЧЭ
Далее через коэффициент возврата ЭР крек определяется объем ЭР, возвращенный на
тяговые подстанции расчетного участка за расчетный период.
Для участков постоянного тока с ВИПами на тяговых подстанциях и с наличием возврата энергии по счетчикам на вводах ВИПов необходимо определить за расчетный период значения потерь ЭР в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций с использованием соответствующего коэффициента потерь энергии и далее уже рассчитать долю ЭР,
потребленной на тягу поездов на расчетном участке за расчетный период электровозами в режиме тяги.
Кроме того, определяется разность потерь энергии в СТЭ для случаев с применением и без применения РТ с использованием соответствующего коэффициента разности потерь
7 СТЭ ЛДпот .
Коэффициент времени нахождения ЭПС в режиме рекуперации к используется для определения величины ЭР, потребленной на собственные нужды рекуперирующего ЭПС.
Вид уравнений для расчета эмпирических коэффициентов и значения вспомогательных коэффициентов аи Ь, X, 11, ё, еи gi, /, ви I, дг-, используемых в них, определены отдельно для однопутных и многопутных участков постоянного тока и однопутных и многопутных участков переменного тока по результатам корреляционного анализа влияния факторов на значения этих эмпирических коэффициентов на основе имитационного моделирования работы электрифицированных участков [6].
Баланс ЭР, полученный по результатам расчета, может быть представлен в виде круговой диаграммы. Предполагается, что пользователь описанной выше методики будет иметь возможность не только оценить текущий уровень эффективности использования ЭР, но и путем изменения расчетных условий (значений исходных данных) прогнозировать изменение уровня эффективности рекуперации для соответствующих изменений, а также подбирать оптимальное сочетание параметров СТЭ и эксплуатационных показателей участка для получения наименьших потерь ЭР и наибольшей эффективности рекуперации. Результаты апробации расчетной модели, описанной выше, представлены в статьях [7, 8].
Известно, что на потребление электроэнергии на тягу поездов и возможность применения РТ существенное влияние оказывает график движения поездов [9]. Рассмотрим пример расчета текущего уровня эффективности использования ЭР на условном двухпутном участке постоянного тока и проанализируем изменение этого уровня в зависимости от изменения технической и участковой скорости движения грузовых поездов на участке.
Необходимые для расчета исходные данные, характеризующие показатели работы участка и его параметры, представлены в таблице 1. Данный участок характеризуется сложным профилем пути и значительным объемом удельной рекуперации, который составил за расчетный период, равный одному месяцу, 4,56 кВтч/104 ткм брутто. Средняя масса грузовых поездов на участке в нечетном направлении - 5100 т, средняя масса грузовых поездов на участке в четном направлении - 1500 т. Средняя техническая скорость в грузовом движении на участке - 44,0 км/ч, участковая - 34,0 км/ч.
Таблица 1 - Исходные данные для расчета эффективности использования ЭР
Наименование показателя Значение
Руководящий уклон в нечетном направлении участка, %о 12,0
Руководящий уклон в четном направлении участка, % 10,0
Общий объем перевозочной работы по всем сериям ЭПС, 104 ткм брутто 9865
Объем рекуперации по всем сериям ЭПС, кВтч 45000
Средняя масса грузовых поездов на участке в нечетном направлении, т 5100
Средняя масса грузовых поездов на участке в четном направлении, т 1500
Средняя техническая скорость в грузовом движении на участке, км/ч 44,0
Средняя участковая скорость в грузовом движении на участке, км/ч 34,0
Среднее количество пар поездов в сутки по всем видам движения на участке, пар 45
Среднее количество пар поездов в сутки в грузовом движении на участке, пар 33
Количество тяговых подстанций на участке 9
Количество тяговых подстанций с ВИПами на участке 2
Средневзвешенное относительное сопротивление контактной подвески участка, о.е. 1,56
Средневзвешенный коэффициент резерва работоспособности контактного провода участка, о.е. 0,85
Средневзвешенное относительное сопротивление КС расчетного участка в зависимости от схем питания межподстанционных зон, о.е. 1,14
Средняя мощность потерь холостого хода преобразовательных трансформаторов участка, кВт 16
Средняя мощность потерь короткого замыкания преобразовательных трансформаторов участка, кВт 55
Объем возврата энергии по счетчикам вводов ВИПов, кВтч 10000
Линейный пробег электровозов, рекуперирующих на расчетном участке, лок.-км ВЛ10 2900
1,5ВЛ11 2500
2ЭС6 16000
Средняя техническая скорость электровозов, рекуперирующих на расчетном участке, км/ч ВЛ10 44,0
1,5ВЛ11 44,0
2ЭС6 45,0
№ 2(34) ЛЛ4 о 111ПГГТ111 Транссиба 97
—2018= ■
В абсолютном выражении объем рекуперации, эффективность использования которой необходимо выполнить, составил 45000 кВтч. Из девяти тяговых подстанций участка две оснащены ВИПами. Суммарный объем возврата по ним составил 10000 кВтч. Здесь необходимо сделать важное пояснение. В данном случае объем возврата - это суммарный возврат энергии на тяговые подстанции с ВИПами за расчетный период. Этот объем формируется из энергии, рекуперируемой всем ЭПС (включая электропоезда), работающим на участке в расчетном периоде. Величина же рекуперации 45000 кВтч - это отчетная величина по одному депо только по грузовым электровозам.
Порядок расчета значений средневзвешенного относительного сопротивления контактной подвески участка, средневзвешенного коэффициента резерва работоспособности контактного провода участка и средневзвешенного относительного сопротивления КС расчетного участка в зависимости от схем питания межподстанционных зон описан в статье [3].
В первую очередь определяется объем ЭР, переданной ЭПС в КС, за вычетом ее потерь в КС, кВтч:
оКС 7 КС ( .
рек. эф рек рек. эф' ()
где Врек - отчетный объем ЭР, эффективность использования которого необходимо оценить (в данном случае 45000 кВтч);
1 кс
крек эф - эмпирический коэффициент эффективности использования ЭР, переданной
ЭПС в КС, за вычетом ее потерь в КС.
В данных эксплуатационных условиях к^ эф составил 0,96, а величина В^ эф -
43217 кВтч. Объем потерь ЭР в КС, таким образом, составил 1783 кВтч.
Объем ЭР, возвращенной на тяговые подстанции расчетного участка, определяется по формуле, кВтч:
оЭЧЭ _ о КС 7 эчэ ( .
рек рек. эф рек ' (2)
где к^ - эмпирический коэффициент возврата ЭР на тяговые подстанции.
При значении кр^, равном 0,066, величина Вр,^ составила 2864 кВт ч.
Объем потерь ЭР в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций определяется по формуле, кВтч:
ДВВИП = ВЭЧЭ-кЭЧр, (3)
рек рек рек Д' \ /
где крЧр - эмпирический коэффициент потерь ЭР в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций.
Значение кр^Д составило 0,058, величина потерь ДВ^,™ - 165 кВтч.
Объем ЭР, потребленной другим ЭПС на участке, рассчитывается по формуле, кВтч:
ВЭПСдр = ВКС - ВЭЧЭ - ДВВИП (4)
рек рек. эф рек рек ' (4)
Данная величина составила 40188 кВтч. Баланс ЭР на расчетном участке представлен на рисунке 2.
Объем ЭР, переданной ЭПС в КС и используемой эффективно, можно рассчитать по формуле, кВтч:
Э = ВЭПСдр + ВЭЧЭ. (5)
рек рек рек V >
Величина эффектаЭрек в приведенном примере составит 43051 кВтч, или можно сказать, что 95,7 % всей рекуперированной энергии в данных эксплуатационных условиях используется эффективно.
Предложенная методика позволяет выполнить оценку величин изменения потерь энергии в СТЭ в режиме применения и неприменения РТ [9] и объема ЭР, потребленной рекуперирующим ЭПС на собственные нужды и не учтенной счетчиками рекуперации на ЭПС.
Первая величина определяется по формуле, кВтч:
ДВСТЭ = (B - B
рек V г~"
рек
КС доВИПч 7СТЭ рек. эф рек / изм Д'
(6)
где & д - эмпирический коэффициент изменения потерь энергии в устройствах СТЭ для режимов применения и неприменения РТ.
1783
Зам
1783 _ объем потерь энергии рекуперации в контактной ;01> сети при передаче энергии рекуперации
от рекуперирующего ЭПС к потребителям;
2864 _ объем энергии рекуперации, возвращенной на тяговые подстанции расчетного участка;
40168
165 _ объем потерь энергии рекуперации
в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций;
40188 _ объем энергии рекуперации, потребленной другим ЭПС на участке
Рисунок 2 - Диаграмма баланса ЭР на расчетном участке
В данном случае величина АБ*^ составила 1929 кВт ч в сторону сокращения потерь энергии в СТЭ.
Объем ЭР, потребленной рекуперирующим ЭПС на собственные нужды, определяется по формуле, кВтч:
B.
ЭПС с. 'рек
NL
н. =у (р .-ЭПСЦ£
/ 1(р ЭПС, с.н у k
2=1
исп ЭПС с.
н УК
t рек'
(7)
где - эмпирический коэффициент времени нахождения ЭПС в режиме РТ;
ЫЬ - линейный пробег ЭПС, рекуперирующего на расчетном участке, 1-й серии;
V
тех ЭПС/
1-й серии;
- средняя техническая скорость ЭПС, рекуперирующего на расчетном участке,
P
ЭПС с.н
k
- мощность машин собственных нужд рекуперирующих ЭПС 1-й серии;
- коэффициент использования машин собственных нужд рекуперирующих
исп ЭПС,. с.
ЭПС 1-й серии.
Величина В^0^ составила 1224 кВт ч. С учетом данных величин эффективность использования ЭР может быть проиллюстрирована диаграммой (рисунок 3), а экономия элек-
n
№ 2(34) ЛЛ л о I11Г1 Г( Till Транссиба 99
=2018 ■
троэнергии за счет применения РТ и использования ЭР будет определяться по формуле, кВтч:
г^сумм _ оЭПСлр »ЭЧЭ ДоСТЭ пЭПСс.н . .
рек рек рек рек рек ' (8)
Значение суммарного эффектаЭ^" в данном случае составит 46560 кВт ч, или 96,0 %
от базового значения эффекта от использования ЭР на расчетном участке, которая составляет 48509 кВтч.
В дальнейшем интерес представляет анализ влияния эксплуатационных факторов на эффективность использования ЭР на участке. Так, было проанализировано влияние изменения величины технической скорости движения грузовых поездов на участке при неизменном коэффициенте участковой скорости и других параметров на величину изменения эффективности использования ЭР. Результаты расчетов сведены в таблицу 2. Выполнены расчеты для трех разных значений технической скорости: 44,0 км/ч - базовый расчет для действующих на участке условий, 46,0 и 48,0 км/ч. Участковая скорость задавалась из условия поддержания величины коэффициента участковой скорости в размере 0,77.
1775 "83
1734
40188
17832864 -
165 -40188 -
1734 - изменение потерь энергии в СТЭ в режиме применения и не применения рекуперативного торможения;
1775 - объем энергии рекуперации, потребленной рекуперирующим ЭПС на собственные нужды Рисунок 3 - Диаграмма баланса суммарной ЭР на расчетном участке
Из данных таблицы 2 видно, что с увеличением технической скорости на 2 и 4 км/ч происходит увеличение потерь ЭР в КС при передаче ЭР от рекуперирующего ЭПС к потребителям соответственно на 0,23 и 0,46 % от общего объема ЭР, переданной в КС. При этом сокращается объем ЭР, переданной ЭПС в КС и используемой эффективно, с величины 95,67 % до значений 95,35 и 95,03 % или в абсолютном выражении - на величину до 288 кВтч. При этом величина сокращения потерь энергии в СТЭ в режимах применения и неприменения РТ с увеличением технической скорости тоже увеличится (на 0,32 и 0,64 % соответственно для Утех - 46 и 48 км/ч). Увеличится и объем ЭР, потребленной рекуперирующим ЭПС на собственные нужды (на 1,2 и 2,3 % соответственно для Утех - 46 и 48 км/ч), а это одна из наиболее эффективных статей использования ЭР, поскольку в этом случае исключаются потери от протекания токов рекуперации по элементам СТЭ.
объем потерь энергии рекуперации в контактной сети при передаче энергии рекуперации от рекуперирующего ЭПС к потребителям;
объем энергии рекуперации, возвращенной на тяговые подстанции расчетного участка; объем потерь энергии рекуперации в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций; объем энергии рекуперации, потребленной другим ЭПС на участке;
участковой скорости на данном участке будет незначительно снижаться (на величину до 0,03 %).
Ш — объем энергии рекуперации, переданной ЭПС в контактную сеть и используемой эффективно;
# — экономия электроэнергии за счет применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации
Рисунок 4 - Зависимости объемов ЭР, используемой эффективно и повышающей энергетическую эффективность тяги поездов, от технической скорости
Таблица 3 - Результаты расчетов влияния изменения коэффициента участковой скорости на эффективность использования ЭР
Наименование показателя Значение показателя
в абсолютном выражении, кВтч в процентном соотношении, % в абсолютном выражении, кВтч в абсолютном выражении, кВтч в процентном соотношении, % в абсолютном выражении, кВтч
Значение технической скорости, км/ч 44,0 44,0 44,0
Коэффициент участковой скорости 0,77 0,86 0,95
Объем ЭР, переданной в КС 45000 100,0 45000 100,0 45000 100,0
Базовая величина эффекта от использования ЭР 48514 100,0 48338 100,0 48153 100,0
Объем потерь ЭР в КС при передаче ЭР от рекуперирующего ЭПС к потребителям 1783 3,68 1783 3,69 1783 3,70
Объем ЭР, возвращенной на тяговые подстанции 2864 5,90 2864 5,93 2864 5,95
Объем потерь ЭР в преобразовательных агрегатах тяговых подстанций 165 0,34 165 0,34 165 0,34
Объем ЭР, потребленной другим ЭПС на участке 40188 82,85 40188 83,15 40188 83,46
Изменение потерь энергии в СТЭ в режиме применения и не применения РТ 1731 3,57 1828 3,79 1929 4,01
Объем ЭР, потребленной рекуперирующим ЭПС на собственные нужды 1783 3,66 1510 3,10 1224 2,54
Объем ЭР переданной ЭПС в КС и используемой эффективно 43051 95,67 43051 95,67 43051 95,67
Экономия электроэнергии за счет применения РТ и использования ЭР 46566 95,98 46390 95,97 46204 95,95
102 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 0(34) ОП1 я
2и! О
На рисунке 5 представлены зависимости объемов ЭР, используемой эффективно и повышающей энергетическую эффективность тяги поездов, от коэффициента участковой скорости в достаточно широком диапазоне. Приведенные зависимости наглядно показывают, что для данного участка величина суммарной экономии электроэнергии за счет применения РТ и использования ЭР с увеличением коэффициента участковой скорости снижается.
Данные примеры приведены для того, чтобы представить потенциальные возможности предлагаемого метода оценки эффективности использования ЭР. Очевидно, что изменение таких показателей, как участковая и техническая скорость движения поездов, повлекут за собой изменения и других показателей, влияние которых также следует учитывать. Более того, изменится и сама величина объема энергии, рекуперируемой ЭПС. Очевидно и то, что помимо энергетического эффекта от использования ЭР при улучшении таких важных эксплуатационных показателей будут появляться и другие составляющие экономического эффекта, которые также нужно оценивать и принимать во внимание при планировании графика движения поездов и внедрения мероприятий по повышению эффективности использования ЭР.
43000 —
кВтч
46 ооо
45000
44000
W
43000 4-2000
41000 -\-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1
0,68 0,71 0,74 0,77 0,8 0,83 0,86 0,89 0,92 0,95 0,58
куч -►
■ — объем энергии рекуперации, переданной ЭПС в контактную сеть и используемой эффективно;
» — экономия электроэнергии за счет применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации
Рисунок 5 - Зависимости объемов ЭР, используемой эффективно и повышающей энергетическую эффективность тяги поездов, от коэффициента участковой скорости
Положенный в основу представленной методики расчетно-аналитический подход эффективен при необходимости планирования изменений параметров работы участка и улучшения эксплуатационных показателей работы участка. При отсутствии возможности проведения синхронных измерений процессов токопотребления на тяговых подстанциях и ЭПС на таких участках автоматизация предлагаемой методики становится оптимальным мероприятием, позволяющим
выполнять оперативную оценку эффективности работы СТЭ, организации движения поездов, работы структурных подразделений дирекции тяги - филиала ОАО «РЖД»;
прогнозировать изменение уровня эффективности использования ЭР в зависимости от изменений эксплуатационных условий и параметров СТЭ;
принимать обоснованные управленческие и организационные решения по интенсификации применения РТ.
№ 2(34) лл<| о ИЗВЕСТИЯ Транссиба 103
=2018 ■
Список литературы
1. Черемисин, В. Т. Методология оценки энергетической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 1(25). - С. 60 - 70.
2. Черемисин, В. Т. Методика расчета экономической эффективности применения рекуперативного торможения и использования энергии рекуперации [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. - 2016. - № 3(50). - С. 95 - 99.
3. Никифоров, М. М. Влияние параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на эффективность использования энергии рекуперации [Текст] / М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм, В. И. Гутников // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. - № 1 (29). - C. 74 - 83.
4. Черемисин, В. Т. Эффективность использования энергии рекуперации на железных дорогах постоянного и переменного тока [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров,
A. С. Вильгельм / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2018. - 216 с.
5. Черемисин, В. Т. Основные положения методики оценки эффективности использования ЭР [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. -Ростов-на-Дону. - 2017. - № 1(65). С. 114 - 120.
6. Черемисин В. Т. Методика оценки использования энергии рекуперации [Текст] /
B. Т. Черемисин, М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Мир транспорта / Московский гос. ун-т путей сообщения Императора Николая II. - М. - 2018. - № 1(74). - С. 34 - 45.
7. Вильгельм А. С. Апробация расчетной модели системы тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока для оценки потенциала энергоэффективности рекуперативного торможения [Текст] / А. С. Вильгельм, В. И. Гутников, М. М. Никифоров // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2014. - № 1 (17). - С. 50 - 57.
8. Никифоров, М. М. Расчет эффективности использования энергии рекуперации на однопутных и двухпутных участках железных дорог постоянного и переменного тока [Текст] / М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм // Вестник транспорта Поволжья / Самарский гос. ун-т путей сообщения. - Самара. - 2018. - № 2 (68). С. 28 - 37.
9. Незевак, В. Л. Основные подходы к оценке влияния графика движения поездов на расход электроэнергии [Текст] / В. Л. Незевак, М. М. Никифоров, С. Ю. Ушаков // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: Материалы науч. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2015. - С. 122 - 128.
10. Вильгельм, А. С. Влияние энергии рекуперации на уровень потерь в системе тягового электроснабжения [Текст] / А. С. Вильгельм, М. М. Никифоров // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. - Екатеринбург. - 2017. - № 2(53). - С. 55 - 60.
References
1. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Methodology for evaluating the energy efficiency of regenerative braking application and energy recovery use [Metodologiia otsenki ener-geticheskoi effektivnosti primeneniia rekuperativnogo tormozheniia i ispol'zovaniia energii reku-peratsii] / Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies. 2016, no. 1 (25), pp. 60 - 70.
2. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Method of regenerative braking and energy recovery use cost-effectiveness calculating [Metodika rascheta ekonomicheskoi effektivnosti primeneniia reku-perativnogo tormozheniia i ispol'zovaniia energii rekuperatsii] / Transport Urala - Transport of Urals, 2016. no. 3(50), pp. 95 - 99.
3. Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Gutnikov V. I. Influence of parameters and operating modes traction power supply system on efficiency of energy recovery use [Vliyaniye par-
ametrov i rezhimov raboty sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya na effektivnost' ispol'zovaniya energii rekuperatsii]. Izvestiia Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies. 2017, no. 1 (29), pp. 74 - 90.
4. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Efficiency of recuperation energy using on the railways of direct and alternating current: Scientific monograph [Effektivnost' ispol'zovaniya energii rekuperatsii na zheleznykh dorogakh postoyannogo i peremennogo toka: Nauchnaya mono-grafiya]. Omsk, 2018. 216 p.
5. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Main provisions of methodology for assessing of energy recovery use efficiency [Osnovnyye polozheniya metodiki otsenki effek-tivnosti ispol'zovaniya energii rekuperatsii] / Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universi-teta putey soobshcheniya - Bulletin of Rostov State Transport University. Rostov-na-Donu, 2017. № 1 (65), pp.114 - 120.
6. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M., Wilhelm, A. S. Method for Estimating the Use of Regenerative Energy [Metodika otsenki ispol'zovaniya energii rekuperatsii] / Mir Transporta -World of transport and transportation, vol. 16, Iss. 1, pp. 34 - 45 (2018).
7. Nikiforov M. M., Vilgelm A. S., Gutnikov V. I. Approbation of the railroads traction power supply system a direct current calculation model for assessment of recuperative braking energy efficiency potential [Aprobatsiia raschetnoi modeli sistemy tiagovogo elektrosnabzheniia zheleznykh dorog postoiannogo toka dlia otsenki potentsiala energoeffektivnosti rekuperativnogo tormozheniia] / Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies. 2014, no. 1 (17), pp. 50 - 57.
8. Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Calculation of energy recovery use efficiency on singletrack and double-track area of the railways of direct and alternating current [Raschet effektivnosti ispol'zovaniya energii rekuperatsii na odnoputnykh i dvukhputnykh uchastkakh zheleznykh dorog postoyannogo i peremennogo toka] / Vestnik transporta Povolzh'ya - Bulletin of Volga transport. Samara, 2018, no. 2 (68), pp. 28 - 37.
9. Nezevak V. L., Nikiforov M. M., Ushakov S. Yu. The main approaches to the assessment of the effect of the train schedule on electricity consumption [Osnovnyye podkhody k otsenke vliyani-ya grafika dvizheniya poyezdov na raskhod elektroenergii] / Innovatsionnyye proyekty i tekhnologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte: Materialy nauchnoy konferentsii - Innovative projects and technologies in education, industry and transport: Proceedings of the scientific conference. Omsk, 2015, pp. 122 - 128.
10. Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Energy recovery influence on the level of losses in traction power supply system [Vliyaniye energii rekuperatsii na uroven' poter' v sisteme tyagovogo el-ektrosnabzheniya] / Transport Urala - Transport of Urals, 2017. no. 2 (53), pp. 55 - 60.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Никифоров Михаил Михайлович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, заместитель директора Научно-исследовательского института энергосбережения на железнодорожном транспорте Омского государственного университета путей сообщения.
Тел.: (381-2) 44-39-23.
E-mail: [email protected]
Вильгельм Александр Сергеевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Nikiforov Mikhail Mikhailovich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci, deputy director, Research Institute for Energy Efficiency in Railway Transport, Omsk State Transport University.
Ten.: (381-2) 44-39-23. E-mail: [email protected]
Vilgelm Alexander Sergeevich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci, senior researcher associate of re-search-and-production laboratory «Energy saving up tech-
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-производственной лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость», доцент. Тел.: (381-2) 44-39-23. E-mail: [email protected]
nologies and electromagnetic compatibility», Assistant Professor.
Phone: (3812) 44-39-23. E-mail: [email protected]
Еркебаев Айбек Жомартович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта». Тел.: 8 (960) 989-13-12. E-mail: [email protected]
Yerkebayev Aibek Jomartovich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx av. Omsk, 644046, Russia. Post-graduate student of the department «Electric power supply of railway transport». Phone: 8 (960) 989-13-12. E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Никифоров, М. М. Влияние технической и участковой скорости на эффективность использования энергии рекуперации [Текст] / М. М. Никифоров, А. С. Вильгельм, А. Ж. Еркебаев // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2018. -№ 2 (34). - С. 94 - 106.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Nikiforov M. M., Vilgelm A. S. Yerkebayev A. J. Influence of technical and site speed on efficiency of energy recovery use. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 2, no 34, pp. 94 - 106 (In Russian).
УДК 629.4.072.2
С. С. Саркенов
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ
ПОЕЗДОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕТОДАМИ НЕЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ И НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы моделирования электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения с целью решения задачи по сокращению потребления электроэнергии на тягу поездов в условиях изменения расписания грузовых поездов. Имитационное моделирование выполнено для условий изменения массы поезда и нагрузки на ось. Описание полученных результатов выполнено на основе регрессионных моделей и нейронных сетей, приведен порядок применения моделей на практике.
Ключевые слова: график движения поездов, тяговые расчеты, система тягового электроснабжения, расход электроэнергии, потери электроэнергии, масса поезда, нагрузка на ось, межпоездной интервал, пакет поездов, нейросетевая модель.
Sovetkhan S. Sarkenov
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
EVALUATION OF ENERGY EFFICIENCY OF TRAIN MOTION SCHEDULES BASED ON MODELING BY NONLINEAR REGRESSION AND NEURAL
NETWORK METHODS
Annotation. The article deals with the modeling of the electric rolling stock and traction power supply system with the aim of solving the problem of reducing the electric power consumption for the traction of trains in the conditions of changing the schedule offreight trains. Simulation modeling is performed for the conditions of changing the mass of the train and the load on the axis. The description of the results obtained is based on regression models, the order of application of models in practice is given.
