Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения

Изобретение относится к системам электроснабжения. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения заключается в следующем. Определяют напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при проведении тяговых и электрических расчетов и проверке условий применения рекуперативного торможения. Производят расчет энергетических показателей с учетом режимов работы накопителя электроэнергии на тяговых подстанциях или линейных устройствах путем определения режимов и эпизодов работы, напряжения и тока в режимах заряда и разряда с учетом эпизодичности работы и энергоемкости накопителей электроэнергии на каждом шаге тяговых и электрических расчетов. Технический результат заключается в повышении точности определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам электроснабжения, а именно к системе тягового электроснабжения железнодорожного транспорта, в частности к способу определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения (СТЭ).

В настоящее время известен целый ряд методов расчета энергетических показателей системы тягового электроснабжения: по заданному расположению поездов; по сечениям графика движения поездов; по заданным размерам движения поездов и др.

Прототипом способа определения энергетических показателей движения поезда и СТЭ является способ, основанный на перерасчете напряжения на токоприемнике электроподвижного состава (ЭПС) при следовании по межподстанционным зонам на этапе выполнения тяговых расчетов и далее -электрических расчетов СТЭ [1].

Недостатком данного способа является то, что он не может быть использован для имитационного моделирования СТЭ с накопителями электроэнергии, поскольку не учитывает особенности работы указанных устройств.

Целью изобретения является определение энергетических показателей движения поезда и СТЭ в условиях применения на тяговых подстанциях и линейных устройствах СТЭ накопителей электроэнергии.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности определения энергетических показателей движения поезда и СТЭ в границах анализируемого участка в условиях применения накопителей электроэнергии на тяговых подстанциях и линейных устройствах СТЭ.

Сравнение заявленного способа определения энергетических показателей движения поезда и СТЭ с прототипом показывает, что пошаговый учет изменяющегося напряжения на токоприемнике ЭПС с пересчетом характеристик ЭПС в различных режимах ведения поезда, в том числе в режиме рекуперативного торможения, возможность которого определяется на основе баланса мощностей и учитывает предельно допустимый уровень напряжения на токоприемнике и условия перехода из рекуперативного торможения в пневматическое или совмещения обоих видов торможения с учетом работы накопителей электроэнергии на тяговых подстанциях и линейных устройствах ни в области электроснабжения, ни в других областях техники не использовался.

Отличием от ранее известного способа определения энергетических показателей движения поезда и СТЭ являются: расчет энергетических показателей и объема электропотребления в различных режимах работы накопителя электроэнергии с учетом энергоемкости.

Определение энергетических показателей накопителя электроэнергии в СТЭ осуществляется в следующем порядке.

В СТЭ выбираются места размещения накопителей электроэнергии. Задается сопротивление устройства, определяющее внешнюю характеристику в режимах заряда и разряда соответственно - R3 и Rp.Устанавливаются напряжения, соответствующие переходу накопителя электроэнергии в режим заряда при повышении напряжения выше уровня Uзap и режим разряда при понижении напряжения ниже уровня Uразр.

На каждом шаге выполнения тяговых и электрических расчетов для накопителя электроэнергии определяются:

1) режим и эпизод работы;

2) напряжение на шинах накопителя и ток нагрузки;

3) объем электропотребления в режимах заряда и разряда с учетом эпизодичности работы и энергоемкости.

В качестве эпизода возврата и приема принимаются непрерывные случаи передачи энергии по направлениям из контактной сети на шины ПС и с шин ПС в контактную сеть, определяемые по направлению тока (фиг. 1).

Для каждого эпизода работы определяется текущий объем электроэнергии в накопителе электроэнергии Wнээ тек. На первом шаге расчетов принимается величина объем электроэнергии в накопителе электроэнергии Wнээ тек.

Текущий объем электроэнергии в накопителе на i-м шаге расчетов определяется по выражению:

Изменение объема энергии в накопителе ΔWнээi:

где uш i - напряжение на шинах тяговой подстанции или линейного устройства на i-м шаге расчетов;

iнээ i - ток накопителя на i-м шаге расчетов с учетом направления в режиме заряда или разряда;

Δt - шаг расчетов.

Расчет энергетических показателей накопителя выполняется до тех пор, пока объем электроэнергии для режима заряда не превысит максимальное значение:

для режима разряда будет выше нулевого значения:

где Wнээ макс - максимальная величина объема электроэнергии в накопителе.

При несоблюдении условия (3) в режиме заряда или условия (4) в режиме разряда ток в накопителе принимается для расчетов равным нулевому значению.

Сущность предлагаемого способа расчета проиллюстрирована на следующем примере его реализации. На фиг. 2 представлен порядок расчета энергетических показателей движения поезда и СТЭ.

На начальном этапе расчетов (блок 0) задается начальное значение объема электроэнергии в накопителе (блок 1). Далее выполняются тяговые и электрические расчеты (блок 2). В блоке 3 выполняется проверка направления тока в накопителе. Если направление тока является отрицательным (разряд), то в блоке 4 выполняется проверка достаточности объема электроэнергии. Если объем электроэнергии в накопителе равен нулю или принимает отрицательное значение, в блоке 6 принимается ток накопителя на i-м шаге расчетов равным нулю. Если направление тока является положительным (заряд), то выполняется проверка достаточности заряда (блок 5). В случае, если объем электроэнергии равен или больше максимального, значение тока накопителя принимается равным нулю (блок 6). Если объем электроэнергии ниже максимального значения, в блоке 7 выполняется расчет объема электроэнергии с учетом направления тока. Далее выполняется расчет энергетических показателей СТЭ, накопителя и количества эпизодов заряда и разряда. Окончание расчетов (блок 9) завершает порядок определения энергетических показателей.

Предложенный способ определения энергетических показателей движения поезда и СТЭ в условиях применения накопителей электроэнергии на тяговых подстанциях и линейных устройствах позволяет определять энергетические показатели работы СТЭ, в том числе режимы и эпизоды работы накопителя электроэнергии с учетом энергоемкости устройства. Предложенный способ позволяет выполнять моделирование СТЭ при рассмотрении различных схем питания и секционирования и вариантов усиления СТЭ, а также для оценки эффективности применения накопителей электроэнергии.

Список использованных источников

1. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения. Пат. на изобретение 2016 119647/11, МПК G01K 21/133 (2006.01), B60L 3/00 (2006.01). Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения / А. С. Вильгельм, А. А. Комяков, В. Л. Незевак, М. М. Никифоров, В. Т. Черемисин. (РФ) - 2016 119647/11. Заявл. 20.05.2016. Опубл. 23.11.2017. Бюл. №33.

Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения, заключающийся в определении напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при проведении тяговых и электрических расчетов и проверки условий применения рекуперативного торможения, отличающийся тем, что расчет энергетических показателей производится с учетом режимов работы накопителя электроэнергии на тяговых подстанциях или линейных устройствах путем определения режимов и эпизодов работы, напряжения и тока в режимах заряда и разряда с учетом эпизодичности работы и энергоемкости накопителей электроэнергии на каждом шаге тяговых и электрических расчетов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности вычислительной системы и достигается за счет того, что система содержит первое устройство, содержащее элемент для измерения напряжения первичного проводника, средство для получения выборки измеренного напряжения, средство для передачи первого сообщения и средство для определения набора переменных репрезентативных значений напряжения, на основании напряжения, измеренного в течение данного периода передачи; по меньшей мере, одно второе устройство, имеющее датчик тока для определения силы тока во вторичном проводнике, подключенном к первичному проводнику, средство для получения выборки измеренной силы тока; и элемент для расчета упомянутой энергии, включающий в себя средство для приема первого сообщения и выполненный с возможностью расчета энергии в течение данного периода передачи на основании упомянутого массива данных и выборок силы тока, связанных с данным периодом передачи.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам учета и контроля расхода электроэнергии. Счетчик электроэнергии (СЭЭ), потребляемой из однофазной электрической сети, состоит из микроконтроллера с подключенными к нему источником питания, блоком индикации, блоком кнопок управления индикацией, энергонезависимой памятью, блоком приема-передачи данных по стандартным информационным каналам, датчиком напряжения электрической сети и несколькими датчиками тока, подключенными к линиям, соединяющим электрическую сеть с электрическими нагрузками нескольких абонентов, при этом СЭЭ имеет цифровой сигнальный процессор (ЦСП), соединенный цифровой интерфейсной шиной с микроконтроллером и содержащий блок нескольких измерителей расхода электроэнергии, блок нескольких аналогово-цифровых преобразователей (АЦП); при этом блок АЦП содержит один АЦП для измерения напряжения электрической сети, соединенный с каждым измерителем расхода электроэнергии, и несколько АЦП для измерения тока, а каждый АЦП для измерения тока соединен с одним соответствующим ему измерителем расхода электроэнергии.

Изобретение относится к системам электроснабжения железнодорожного транспорта. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения заключается в том, что на каждом шаге моделирования на основе тяговых расчетов с учетом напряжения на токоприемнике по графику движения поездов вычисляют параметры электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения.

Изобретение относится к системам электроснабжения железнодорожного транспорта. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения заключается в том, что на каждом шаге моделирования на основе тяговых расчетов с учетом напряжения на токоприемнике по графику движения поездов вычисляют параметры электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Система для контроля и регулирования мощности и энергии, расходуемой транспортной системой, содержит тяговые подстанции, соединенные по радиоканалу связи с бортовыми радиомодемами на электровозах.

Группа изобретений относится к области измерительной техники, в частности к системам измерения электрической энергии в электрических сетях. Раскрыты система измерения электрической энергии, трансформаторный пункт, содержащий такую систему, и способ измерения электрической энергии при помощи такой системы.

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической мощности. Автоматизированное устройство мониторинга оборудования электрической подстанции содержит ЭВМ, соединенную с датчиками параметров оборудования подстанции.

Изобретение относится к мониторингу расхода энергии транспортных средств с электротягой. Устройство содержит двунаправленный счетчик электроэнергии и блок мобильной связи.

Изобретение относится к учету потерь электрической энергии электроподвижным составом. Способ определения непроизводительных потерь электроэнергии электроподвижным составом при проследовании участков с временным ограничением скорости заключается в сравнении фактического значения расхода электроэнергии при временном ограничении скорости с базовым значением расхода электроэнергии для этого же участка.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для учета потерь электроэнергии электроподвижным составом при неграфиковых остановках.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах тягового электроснабжения железных дорог переменного тока для электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог и может быть использовано для обнаружения повышенных значений уравнительного тока и его снижения.

Изобретение относится к вопросам совершенствования схем обратного тягового тока. Схема канализации обратного тягового тока на станции содержит рельсовые цепи с изолирующими стыками и дроссель-трансформаторами, контур заземления тяговой подстанции и фидер отсоса.

Группа изобретений относится к системам энергоснабжения тяговых сетей. Тяговая станция содержит входной распределительный блок, подключенный к системе первичного энергоснабжения, преобразовательный блок, подключенный к выходу входного распределительного блока.

Изобретение относится к области электротехники и ,в частности, к системам вторичных источников электропитания, и может быть использовано на железнодорожном транспорте для электропитания радиомодемов малой мощности.

Группа изобретений относится к системам энергоснабжения тяговых сетей. Способ энергоснабжения тяговой сети переменного тока заключается в том, что внешняя система энергоснабжения передает энергию на тяговую подстанцию, поступление энергии контролируют, преобразуют и нормируют до нужного для тяговой сети вида и уровня напряжения и затем распределяют по фидерам тяговой сети.

Изобретение относится к моделированию процессов в системе тягового электроснабжения. Способ имитационного моделирования в реальном времени совместной работы электроэнергетических систем, систем тягового электроснабжения и электровозов заключается в следующем.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам. Тяговая сеть переменного тока электрифицированных железных дорог содержит контактную сеть и рельсовую сеть.

Изобретение относится к моделированию промышленных процессов. Устройство для моделирования электровоза переменного тока, подключенного между контактной сетью и рельсом, содержит первый линейный резистор и параллельно ему включенную цепь с последовательно соединенными индуктивной катушкой и первым нелинейным резистором.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам. Система для обеспечения рельсового транспортного средства электрической энергией имеет два двигателя внутреннего сгорания, соединенную с двигателем электрическую машину для выработки электроэнергии и систему управления двигателем и машиной.

Изобретение относится к системам электроснабжения. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения заключается в следующем. Определяют напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при проведении тяговых и электрических расчетов и проверке условий применения рекуперативного торможения. Производят расчет энергетических показателей с учетом режимов работы накопителя электроэнергии на тяговых подстанциях или линейных устройствах путем определения режимов и эпизодов работы, напряжения и тока в режимах заряда и разряда с учетом эпизодичности работы и энергоемкости накопителей электроэнергии на каждом шаге тяговых и электрических расчетов. Технический результат заключается в повышении точности определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения. 2 ил.

Наверх