WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

«УДК 621.311 Закарюкин В.П., Крюков А.В., Раевский Н.В., Яковлев Д.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Под ред. ...»

-- [ Страница 6 ] --

Данные тягового расчета или опытных поездок предполагаются заданными в токовой форме. Поскольку тяговый расчет проводится в предположении напряжения на токоприемнике электровоза 25 кВ, то ток поезда пересчитывается в мощность с учетом этой величины напряжения.

2.3. Моделирование СТЭ 1х25 и 2х25 кВ Перед началом имитации движения поездов выполняется операция формирования моделей всех элементов исходной расчетной схемы с объединением моделей в две группы: стационарную и изменяющуюся [42]. Последняя группа подвергается вариации при составлении очередной мгновенной схемы.

Алгоритм формирования мгновенной схемы включает следующие этапы:

• в текущий расчетный момент времени анализируется график движения для определения положения каждого поезда;

• в первой межподстанционной зоне определяется положение ближайшего к первой подстанции поезда путем сопоставления пикетов положения поездов с пикетами неоднородностей контактной сети (КС); по этому положению определяется длина первого элемента контактной сети;

• по информации о тяговых токах, весу и пикету поезда определяется активная и реактивная мощность нагрузки в узле положения поезда;

• для очередного поезда длина очередного элемента контактной сети определяется либо по отношению к пикету ближайшего предыдущего поезда, либо по отношению к пикету ближайшей неоднородности; предполагается наличие информации о тяговых нагрузках для каждого типа поезда заданной массы или заданного направления;

• после определения длин всех элементов контактной сети и нагрузок их узлов пересчитываются модели этих элементов и присоединяются к стационарной части расчетной схемы; после выполнения этого шага очередная мгновенная схема подготовлена к расчету режима.

Специфика формирования модели контактной сети требует задания маршрута движения поезда по узлам расчетной схемы. Алгоритм формирования маршрута включает следующие этапы [42].

1. Из всех элементов расчетной схемы выделяются элементы контактной сети.

2. Однородные элементы КС, «правильным» образом соединенные друг с другом, объединяются в участки. «Правильным» соединением считается соединение, в котором тяговые сети соединяются друг с другом в соответствии с номерами путей. При этом соединенные элементы имеют одинаковое число путей, один тип подвески и все узлы конца первого элемента упорядоченно связаны со всеми узлами начала второго элемента.

3. Для каждого участка указываются поезда нечетного и четного направления с определением времени входа поезда на участок (нечетные – с начала, четные – с конца) и указанием номера первого узла участка, с которого начинается маршрут. Дальнейший маршрут определяется по аналогичному расположению узлов следующего элемента. Для каждого поезда указывается файл с тяговыми токами Описанная методика реализована в виде программного комплекса Fazonord, разработанного в ИрГУПС для расчетов режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения в фазных координатах [42].

2.4 Определение годового расхода электроэнергии на отдельной тяговой подстанции Описанная выше методика была применена для решения задачи определения ЭП по тяговой подстанции с условным названием ТП-44 на участке между подстанциями ТП-42 – ТП-47.

Из-за неодинаковости по модулю или по фазе напряжений смежных тяговых подстанций, питающих межподстанционные зоны, возникают уравнительные токи, протекающие в контактной сети при отсутствии тяговой нагрузки. Причиной возникновения уравнительных токов может являться транзит мощности по внешней системе электроснабжения. Поскольку контактная сеть через тяговые трансформаторы подключена параллельно внешней сети, то часть мощности передается по контактной сети. Межподстанционная зона ТП-44 – ТП-45, входящая в состав участка электроснабжения ТП-42 – ТП-47, характеризуется большими уравнительными токами, в среднем около 100 А, связанными с большой загруженностью районной подстанции ТП-45.

Для решения задачи расчета годового расхода электрической энергии по подстанции ТП-44 необходимо определить поездную ситуацию участка электроснабжения ТП-42 – ТП-47, произвести тяговые расчеты для характерных типов поездов и на основании этой информации рассчитать энергопотребление на тягу поездов. Для корректного расчета энергопотребления учтен участок системы внешнего электроснабжения ТП-42 – ТП-47.

При расчетах предполагалось, что на всех тяговых подстанциях расчетного участка включено по одному трансформатору 40000 кВА. Исходные данные по типу подключения подстанций к системе внешнего электроснабжения и схеме питания и секционирования контактной сети, приведены в табл. 2.1 с указанием условных пикетов.

Фазировка и расположение тяговых подстанций расчетного участка Пикет Тип объекта Наименование объекта Тип по фазировке Характеристики компенсирующих устройств, учтенных при расчете, приведены в табл. 2.2.

Характеристики компенсирующих устройств Место установки Контактная сеть перегонов участка составлена проводами ПБСММФ-100 с рельсами Р-65. Все перегоны двухпутные.

Необходимая для проведения тяговых расчетов информация об уклонах и длинах элементов профиля пути в виде графика представлена на рис. 2.2. Ромбиками на этом рисунке показано расположение подстанций (более высоко расположенные ромбики) и постов секционирования (низко расположенные ромбики). В целом участок имеет достаточно ровный профиль, и только вблизи подстанции ТП-46 (условный пикет 934 км) есть заметные протяженные уклоны величиной до десяти тысячных.



Рис. 2.2. Продольный профиль участка ТП-42 – ТП- В табл. 2.3 приведена информация о процентном распределении поездов НОД-3 и об их абсолютном числе за сутки.

Распределение поездов по массе на расчетном участке Распределение поездов по массе на расчетном участке Участок рия по- пар по- правле- до 2000 от 2000 от 4000 более (табл. 2.4) путем пропорционального пересчета получена информация об общем количестве поездов за характерные сутки по годам (табл. 2.5).

Объем поездной работы, тыс. тонно-километров брутто, по НОД- Поездная работа Размеры движения поездов за средние сутки 2.5. Результаты расчетов электропотребления на основе имитационного моделирования Расчеты режимов СТЭ проведены путем моделирования движения поездов в программном комплексе Fazonord. В комплексе Fazonord составлена расчетная схема участка, показанная на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Расчетная схема участка ТП-42 – ТП- В этой схеме узлы 33, 34, 35 объявлены шинами бесконечной мощности с симметричным трехфазным напряжением 302 кВ (фазное напряжение), нетяговые нагрузки указаны в узлах 220 кВ подстанций. Тяговые трансформаторы представлены двухобмоточными моделями. Компенсирующие устройства учтены емкостными шунтами в узлах 27,5 кВ с отстающей фазой.

Для получения тяговых нагрузок использована хорошо зарекомендовавшая себя программа тяговых расчетов Treln, входящая в состав комплекса Nord (ВНИИЖТ). Полученные из нее токи поездов далее пересчитывались комплексом Fazonord в потребляемые мощности. По продольному профилю рассчитаны поездные токи для поездов массами 1500 т, т, 5000 т и 6500 т. На рис. 2.4 показан токовый профиль для поезда 3000 т нечетного направления. Рассчитанные токи далее использованы в комплексе Fazonord для получения величин мощностей тяговых нагрузок.

По описанной методике были проведены расчеты режимов и электропотребления для средних суток 1999, 2000, 2001, 2002 и 2003 гг., по которым далее определялся расход электроэнергии за год. На рис. 2.6...2. представлены изменения потоков мощности по фидерам контактной сети подстанции ТП-44 в течение суток. Отрицательные значения по фидерам 1ФКС и 2ФКС соответствуют полярности подключения контрольных RLэлементов, с помощью которых в комплексе контролируются потоки мощности, и отвечают потоку мощности от трансформатора в контактную сеть.

Рис. 2.5. Фаза напряжения на токоприемнике поезда 3000 т Рис. 2.6. Поток активной мощности по фидеру 1ФКС в средние сутки 2001 г.

Рис. 2.7. Поток активной мощности по фидеру 2ФКС в средние сутки 2001 г.

Рис. 2.8. Поток активной мощности по фидеру 5ФКС в средние сутки 2001 г.

Рис. 2.9. Поток активной мощности по фидеру 4ФКС в средние сутки 2001 г.

В табл. 2.6 представлена итоговая информация по расчетам расхода электроэнергии за базисный 1999 год.

Расчетные расходы электроэнергии на тягу по подстанциям за 1999 г.

В табл. 2.7 представлены результаты прогнозных расчетов расхода электроэнергии в программном комплексе Fazonord.

Расчетный расход электроэнергии на тягу по подстанции ТП- Примечание: ФКС –фидер контактной сети.

В сопоставительной таблице 2.8 приведены расчетные и измеренные счетчиками подстанции ТП-44 значения расходов электроэнергии. К рассчитанным значениям расхода на тягу добавлены измеренные счетчиками значения расходов по присоединениям «два провода – рельс» (ДПР) и собственным нуждам (СН). В колонках «Суммарный расчетный расход»

«Суммарный расход по справке» представлен суммарный расход по вводам 27.5 кВ и 10 кВ без добавления потерь в трансформаторе.

Сопоставление расчетов и измерений расхода электроэнергии, кВт·ч, Период 2000 55264231 68268 944230 25735601 82012330 82805539 -1. 2001 65653280 95947 1129400 30716150 97594777 97773518 -0. 2002 67115105 89223 1154302 30279799 98638429 92563413 6. Всего 188032616 253438 3227932 86731550 278245536 273142470 1. На рис. 2.10 представлена зависимость погрешности прогнозирования от периода упреждения.

Рис. 2.10. Зависимость погрешности прогнозирования от периода упреждения Таким образом, рассчитанный по известной поездной работе через размеры движения поездов расход электрической энергии по вводам 27. кВ и 10 кВ подстанции составляет 278245536 кВт·ч и отличается от отчетной информации по подстанции за период с 01.02.2000 по 31.12.2002 на 1.9%. Это различие находится в рамках погрешностей измерений и расчетов.

1. При расчете режимов систем тягового электроснабжения переменного тока необходим корректный учет внешней сети, а также районов электроснабжения нетяговых потребителей; такой учет целесообразно проводить на основе методики моделирования СТЭ в фазных координатах, разработанной в ИрГУПС [42].

2. На основе методов имитационного моделирования систем тягового электроснабжения может быть корректно решена задача прогнозирования электропотребления на тяговых подстанциях магистральных железных дорог.

3. Результаты прогнозирования применительно к конкретной подстанции показали, что средняя погрешность при использовании имитационных методик прогнозирования не превышает 2%.

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА

ОСНОВЕ ТЕХНОЦЕНОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

3.1. Прогнозирования потребления электроэнергии тяговыми подстанциями с использованием рангового Задача исследования структуры системы электроснабжения формально близка к проблеме анализа законов и распределений, которые действуют в областях, связанных с теорией информации [65, 108], развитием науки [99, 108], экономикой [90], социологией [100], лингвистикой [102], биологией [56], вычислительной техникой. Наиболее известны законы Ципфа, Парето, Мандельброта, Лотки, Бредфорда, Фишера. Инвариантность, устойчивость законов на множестве объектов различных научных областей позволила говорить о них как об одной из основных закономерностей распределения совокупностей сообществ слабосвязанных элементов больших систем и сделать вывод о наличии одного структурного механизма формирования таких систем как целостности.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |