Отправить эту статью по почте 
Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Моделирование режимов электрических сетей, питающих тяговые подстанции постоянного тока
Аннотация
Представлены результаты исследований, направленных на разработку цифровых моделей, обеспечивающих определение режимов электроэнергетических систем (ЭЭС), включающих сегменты переменного и постоянного токов. Рассмотрены внешние и тяговые сети с тремя подстанциями участка железной дороги постоянного тока. Модели реализованы в программном продукте Fazonord, обеспечивающем определение режимов подсистем постоянного и переменного токов. Моделирование на основной частоте и частотах высших гармоник проведено в двух вариантах: с шестипульсными и двенадцатипульсными преобразовательными агрегатами на тяговых подстанциях. Сформулированы выводы: применение двенадцатипульсных преобразователей позволяет повысить минимальное напряжение на токоприёмниках на 4 %; на основе преобразователей этого типа улучшаются показатели качества электроэнергии на шинах высокого напряжения тяговых подстанций по критериям несимметрии и гармонических искажений. Максимум коэффициента несимметрии k2U снижается на 14 %, а аналогичный показатель для суммарного коэффициента гармоник — на 25 %. На основе разработанных моделей возможно решение комплекса задач по повышению энергоэффективности и улучшению качества электроэнергии в электрических сетях, питающих тяговые подстанции постоянного тока.
Ключевые слова
Литература
Баева И. А. Методика расчета системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,0 КВ при введении устройств регулирования напряжения // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2019. Т. 16. № 1. С. 51 – 58.
Мушков Е. С. Математическое моделирование магнитного влияния контактной сети постоянного тока напряжением 3 и 24 кВ на смежные коммуникации связи / Е. С. Мушков, А. Н. Марикин, М. А. Иванов и др. // Транспорт Урала. 2021. № 2(69). С. 97 – 100.
Быкадоров А. Л., Заруцкая Т. А. Моделирование работы системы тягового электроснабжения постоянного тока с накопителем энергии // Вестник транспорта Поволжья. 2019. № 5(77). С. 7 – 13.
Лесников Д. В. Моделирование тяговой сети постоянного тока с учетом проводимости земли // Транспорт Урала. 2020. № 2(65). С. 75 – 79.
Cerman A., Janķček F., Kubala M. Resistive-type network model of stray current distribution in railway DC traction system // 2015 16th International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE). 2015. Publisher: IEEE.
Kuznetsov V. Hybrid railway traction power supply system / V. Kuznetsov, V. Sychenko, P. Hubskyi, S. Myamlin, Y. Kosariev, V. Liashuk // 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). 2020. Publisher: IEEE.
Sokol Y. AC/DC Converter for DC Traction Power Supply System with High-Speed Train Operation / Y. Sokol, V. Sychenko, Y. Voitovych, Y. Kosariev, B. Styslo, P. Hubskyi // 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS). 2019. Publisher: IEEE.
Hayashiya H. Reliability analysis of DC traction power supply system for electric railway / H. Hayashiya, M. Masuda, Y. Noda, K. Suzuki, T. Suzuki // 2017 19th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’17 ECCE Europe). 2017. Publisher: IEEE
Shigeeda H. Feeding-loss Reduction by Higher-voltage DC Railway Feeding System with DC-to-DC Converter / H. Shigeeda, H. Morimoto, K. Ito, T. Fujii, N. Morishima // 2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 — ECCE Asia). 2018. Publisher: IEEE.
Liu W., Li Q., Chen M. Study of the simulation of DC traction power supply system based on AC/DC unified Newton-Raphson method // 2009 International Conference on Sustainable Power Generation and Supply. 2009. Publisher: IEEE.
Fulin Fan, Brian G. Stewart. Power Flow Simulation of DC Railway Power Supply Systems with Regenerative Braking // 2020 IEEE 20th Mediterranean Electro technical Conference (MELECON). 2020. Publisher: IEEE.
Ooagu R. Measurements and calculations of rail potential in D. C. traction power supply system / R. Ooagu, K. Taguchi, Y. Yashiro, S. Amari, H. Naito, H. Hayashiya // 2019 11th Asia-Pacific International Conference on Lightning (APL). 2019 Publisher: IEEE.
Hayashiya H. Comparison between energy storage system and regenerative inverter in D. C. traction power supply system for regenerative energy utilization / H. Hayashiya, Y. Nakao, Y. Aoki, S. Kobayashi, M. Ogihara // 2017 19th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’17 ECCE Europe). 2017. Publisher: IEEE.
Hećimović A. Uninterruptible Power Supply System for Railway Infrastructure with Power Factor Correction and Immunity to Energy Strike / A. Hećimović, L. Patrlj, V. Šunde, Ž. Ban // 2023 46th MIPRO ICT and Electronics Convention (MIPRO). 2023. Publisher: IEEE.
Matsuo H. An improved 2l0 kVA auxiliary power supply system of the electric railway rolling stock by using a new two phase buck-boost type DC-DC converter / H. Matsuo, K. Iida, F. Kurokawa, M. Asano, T. Koga, T. Kishimoto // Proc. of 1994 Power Electronics Specialist Conference — PESC’94. 1994. Publisher: IEEE.
Hayashiya H. Review of regenerative energy utilization in traction power supply system in Japan: Applications of energy storage systems in d.c. traction power supply system / H. Hayashiya, Y. Iino, H. Takahashi, K. Kawahara, T. Yamanoi, T. Sekiguchi, H. Sakaguchi, A. Sumiya, S. Kon // IECON 2017 — 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2017. Publisher: IEEE.
Kongwei Qinlijun, Yangqixun Dingfuhua. DC side short circuit transient simulation of DC traction power supply system // 2004 International Conference on Power System Technology, 2004. PowerCon 2004. 2004. Publisher: IEEE.
Kuznetsov V. Study of Short Circuit Currents in a Distributed Traction Power Supply System with Renewable Electric Power Sources / V. Kuznetsov, V. Kuznetsov, O. Bondar, A. Rojek, P. Hubskyi, P. Stypulkowski. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2022. Publisher: IEEE.
Шаров Ю. В. Решение задачи расчета установившегося режима объединенной системы переменного и постоянного тока на основе метода функционального (кибернетического) моделирования / Ю. В. Шаров, О. А. Суханов, Р. Р. Карымов и др. // Энергоаудит. 2007. № 1. С. 38 — 39.
Веников В. А., Суханов О. А. Кибернетические модели электрических систем. — М.: Энергоиздат, 1982. — 328 с.
Закарюкин В. П., Крюков А. В. Моделирование систем тягового электроснабжения постоянного тока на основе фазных координат. — М.: Директ-Медиа, 2023. — 156 с.
DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2024.69.52.002
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»
Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru
Наши партнеры
Выставки:
.gif)
