Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Моделирование систем тягового электроснабжения, оснащённых асинхронными генераторами

А. В. Крюков, К. В. Суслов, А. Е. Крюков

Аннотация


Цель представленных в статье исследований состояла в разработке методов моделирования режимов систем тягового электроснабжения (СТЭ), оснащённых асинхронными генераторами (АСГ). В качестве приводов АСГ могут использоваться ветровые или гидравлические турбины. Это позволяет существенно снизить затраты на энергообеспечение тяги поездов и уменьшить выбросы окиси углерода в атмосферу. Для реализации моделей использовались методы и средства определения режимов СТЭ в фазных координатах и промышленный программный комплекс Fazonord AC-DC. Моделирование выполнено для схемы СТЭ, включающей три тяговых подстанции, к шинам 6 кВ которых подключались АСГ. Результаты компьютерного моделирования позволили сформулировать следующие выводы: при подключении АСГ максимальный переток активной мощности из сети энергоснабжающей организации снизился на 27 %; а максимумы потерь в головной питающей ЛЭП 220 кВ — на 44 %; несимметрия на шинах 6 кВ трансформаторных подстанций уменьшилась на 26 – 31 %. Кроме того, имеет место улучшение условий электромагнитной безопасности на трассах ЛЭП 220 кВ, питающих тяговые подстанции, а также снижение температур наиболее нагретых точек тяговых трансформаторов. Разработанные модели АСГ, реализованные на основе трёх регулируемых источников тока, являются универсальными и могут применяться для СТЭ различной структуры и конструктивного исполнения.

DOI: 10.71527/EP.EN.2026.10.001

EDN: AOJDWO


Ключевые слова


системы тягового электроснабжения; асинхронные генераторы; мультифазное моделирование.

Полный текст:

PDF

Литература


Kumar R. J. R., Jain A. Incorporation of Asynchronous Generators as PQ model in load flow analysis for power systems with wind generation. 2016 National Power Systems Conference (NPSC). 2016, Bhubaneswar, India, pp. 1 – 6.

Bogdan A. V., Barakin N. S. Asynchronous generator mathematical model for of asymmetrical modes calculation. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2017. St. Petersburg, Russia, 2017, pp. 1 – 6.

Subramanian K., Ray K. K. Modeling and Simulation of an Asynchronous Generator with AC/DC/AC Converter Fed RLC Series Circuit in an Isolated Power Generation System. 2010 International Conference on Recent Trends in Information, Telecommunication and Computing. 2010. Kerala, India, p. 80 – 84.

Barakin N. S., Bogdan A. V., Kvitko A. V. Computer Simulation on the Basis of SIMINTECH Asynchronous Wind Generator 2023 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2023, Sochi, Russian Federation, pp. 186 – 191.

Touti E., Pusca R., Brudny J. F., Chвari A. Asynchronous generator model for autonomous operating mode. Proc. of the International Conference on Electronics, Computers аnd Artificial Intelligence — ECAI – 2013, 2013, Pitesti, Romania, pp. 1 – 6.

Sorrentino E., Cones E., Roviello A. Power system stability with asynchronous wind generators. Part I: Fundamentals. 2017 IEEE 37th Central America and Panama Convention (CONCAPAN XXXVII). 2017, Managua, Nicaragua, pp. 1 – 7.

Singh B., Jain S., Gupta S., Tiwari S. Series active filter based voltage controller for an isolated asynchronous generator. 2012 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES). 2012, Bengaluru, India, pp. 1 – 6.

Nicolae R.-C. P., Enache S., Nicolae M.-Ş., Vlad I. Determination of Operating Characteristics for Asynchronous Generators Connected to the Power Grid. 2023 Power Quality and Electromagnetic Compatibility at Low Frequency (PQEMC-LF). 2023, Craiova, Romania pp. 29 – 32.

Rostami M. M., Soleymani S. Impact of facts devices on quality of produced power of Self-Excited Asynchronous Generator due to load fluctuations. 2012 25th IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE). 2012, Montreal, Canada, pp. 1 – 6.

Meenakshi R., Muthu R. Study and analysis of full order asynchronous generator in Matlab-Simulink environment. 2013 International Conference on Circuits, Power and Computing Technologies (ICCPCT). 2013. Nagercoil, India, pp. 160 – 166.

Murali Ch., Chengaiah Ch. Predictive Current Control of Five-Phase Asynchronous Generator in Wind Energy Systems. 2024 2nd International Conference on Cyber Physical Systems, Power Electronics and Electric Vehicles (ICPEEV). 2024, Hyderabad, India, pp. 1 – 6.

Absalyamov D. R., Druzhinin P. V., Litvinova N. B. Regulation of Diesel Electric Installations with Asynchronous Generators in Static and Dynamic Modes. 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon). 2020, Vladivostok, Russia, pp. 1 – 4.

Zhang L., Sidhu T. S. New Dynamic Voltage and Reactive Power Control Method for Distribution Networks with DG Integration. 2014 IEEE Electrical Power and Energy Conference, Calgary, Canada, 2014, Vol. 14, pp. 190 – 195.

Piegari L., Rizzo R. Study of saturation phenomena on asynchronous generators used in wind farms. 2004 IEEE International Symposium on Industrial Electronics. 2004, Ajaccio, France, pp. 999 – 1003.

Tian Z., Wu Z. PSS control and simulation of asynchronous wind generator connected into power grid. 2013 Chinese Automation Congress. 2013, Changsha, China, pp. 708 – 712.

Houenouvo A. T. H., Hofmann W. Numerical analysis by current flow of mechanical components in double-fed asynchronous generators in wind turbines. 2013 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), Cape Town, South Africa, pp. 368 – 373.

Alonge F., D’Ippolito F., Cangemi T., Magazzu A., Maniscalchi M. A Model-Based Control Strategy for Wind Turbines with Asynchronous Generator. 2007 International Conference on Clean Electrical Power. 2007, Capri, Italy, pp. 506 – 513.

Rostami M. M. Comparison of SVC and STATCOM in voltage profile improvement of Grid Connected Asynchronous Generator under overload and short circuit conditions. Proc. of The 7th International Power Electronics and Motion Control Conference. 2012, Harbin, China, pp. 2868 – 2872.

Singh B., Rajagopal V., Chandra A., Al-Haddad K. Decoupled electronic load controller for asynchronous generator in pico-hydro power generation. 2010 5th International Conference on Industrial and Information Systems. 2010, Mangalore, India, pp. 490 – 495.

Singh B., Rajagopal V. Integrated solid state controller for small hydro generation using isolated asynchronous generator. 2010 International Conference on Power, Control and Embedded Systems. 2010, Allahabad, India, pp. 1 – 6.

Elyaalaoui K., Ouassaid M., Cherkaoui M. Sliding mode control for a grid-connected wind turbine with asynchronous generator. 2014 Second World Conference on Complex Systems (WCCS). 2014, Agadir, Morocco, pp. 355 – 360.

Закарюкин В. П.. Крюков А. В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. — Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 2005. — 273 с.

Закарюкин В. П., Крюков А. В. Моделирование систем тягового электроснабжения постоянного тока на основе фазных координат. — М.: Директ-Медиа, 2023. — 156 с.

Закарюкин В. П., Крюков А. В., Ле Конг Зань. Математические модели узлов нагрузки электроэнергетических систем, построенные на основе фазных координат. — Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2013. — 176 с.

Закарюкин В. П., Крюков А. В., Арсентьев Г. О. Моделирование асинхронных генераторов в фазных координатах // Электротехнические системы и комплексы. № 3(32). 2016. С. 4 – 9.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


  998 – 2025 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: