Повышение эффективности использования энергии в электротранспортных комплексах с накопительными устройствами - Автореферат

бесплатно 0
4.5 207
Либерализация энергетического рынка России. Комплексный анализ схемотехнических решений различных элементов электротранспортного комплекса с накопительными устройствами. Влияние формы кривой тока поезда на пропускную способность контактной сети.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук повышение эффективности использования энергии в электротранспортных комплексах с накопительными устройствамиРабота выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет». В современных условиях перспективными направлениями повышения эффективности электротранспортных комплексов являются разработка и внедрение новых технологий в области электроподвижного состава (ЭПС) и систем тягового электроснабжения (СТЭ), повышающих эффективность преобразования энергии во всех элементах комплекса. Одним из таких направлений в нашей стране и за рубежом является разработка и внедрение в транспортные комплексы новых видов источников энергии, позволяющих повысить эффективность использования энергии электроподвижным составом и способных придавать неавтономным транспортным средствам новые свойства, такие как, автономный ход. Вторым направлением, исследующим применение накопителей энергии в транспортном комплексе, является область автономного электрического и гибридного транспорта. Значительный вклад в области исследований выравнивания нагрузок на тяговые аккумуляторные батареи с помощью накопителей энергии, а также разработки методов проектирования таких накопителей внесли российские и зарубежные ученые: К.Л.Кривая 1 на рис.1 соответствует току, потребляемому в режиме тяги, кривая 2 - режиму рекуперативного торможения (ток рекуперации представлен в положительной полуплоскости, т.к. для определения эффективного тока его направление не имеет значения). Кривая 1` - ток, потребляемый из сети при работе НЭ на ЭПС в буферном режиме. Особенностью данного режима является то, что накопитель энергии заряжается не только в режиме регенеративного торможения, но и в режиме выбега за счет потребления тока из контактной сети. На рис.3 представлены результаты расчетов эффективного тока поезда при изменении длины перегона для различных режимов работы накопителя энергии: ИСУ - НЭ расположен в СЭС, БНЭ - буферный режим работы НЭ на ЭПС, СГН - НЭ, работающий в режиме спрямления тока поезда. Расчеты показали, что в режиме спрямления тока достигается почти двукратное снижение эффективного тока поезда, потребляемого из сети, по сравнению с вариантом размещения накопителя энергии в СЭС.Доказана необходимость дополнительных исследований вопросов влияния режимов работы накопителя энергии, размещенного на подвижном составе, на энергетические показатели работы системы электроснабжения. Показано, что при работе накопителя энергии в режиме ограничения максимального тока обеспечивается не только эффективное использование энергии торможения, но и снижение потерь энергии в элементах тяговой сети (в 2-3,5 раза), а также в 1,5-1,7 раза увеличивается пропускная способность контактного провода. Разработаны алгоритмы управления тяговым приводом с накопителем энергии, обеспечивающие работу накопительного устройства в режиме ограничения максимального тока поезда. Разработаны математические и имитационные модели тягового привода с накопителем энергии в программном комплексе MATLAB Simulink, позволяющие исследовать различные режимы работы энергосберегающих тяговых приводов. Создана физическая модель тягового привода с накопителем энергии на базе конденсатора двойного электрического слоя, которая используется в учебном процессе в Новосибирском государственном техническом университете при подготовке специалистов по направлению 140600 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Вывод
Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований задач, связанных с повышением эффективности использования энергии в электротранспортных комплексах с накопительными устройствами состоят в следующем: 1. Проведен комплексный анализ схемотехнических решений различных элементов электротранспортного комплекса с накопителями энергии. Доказана необходимость дополнительных исследований вопросов влияния режимов работы накопителя энергии, размещенного на подвижном составе, на энергетические показатели работы системы электроснабжения.

2. Исследовано влияние формы кривой тока поезда на характер работы системы электроснабжения. Показано, что при работе накопителя энергии в режиме ограничения максимального тока обеспечивается не только эффективное использование энергии торможения, но и снижение потерь энергии в элементах тяговой сети (в 2-3,5 раза), а также в 1,5-1,7 раза увеличивается пропускная способность контактного провода.

3. Проведена оценка влияния режимов работы накопителя энергии на энергетические показатели транспортного комплекса. Показано, что более эффективное сглаживание нагрузок на тяговую сеть реализуется при установке накопительного устройства на подвижном составе.

4. Разработаны алгоритмы управления тяговым приводом с накопителем энергии, обеспечивающие работу накопительного устройства в режиме ограничения максимального тока поезда.

5. Предложена и обоснована методика регулирования магнитного потока возбуждения в режиме торможения транспортного средства, обеспечивающая снижение массогабаритных показателей накопителя энергии в среднем на 15%.

6. Разработаны математические и имитационные модели тягового привода с накопителем энергии в программном комплексе MATLAB Simulink, позволяющие исследовать различные режимы работы энергосберегающих тяговых приводов.

7. Создана физическая модель тягового привода с накопителем энергии на базе конденсатора двойного электрического слоя, которая используется в учебном процессе в Новосибирском государственном техническом университете при подготовке специалистов по направлению 140600 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Результаты имитационного и физического моделирования подтверждают основные теоретические положения, полученные в работе.

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1. Спиридонов, Е. А. Математическая модель тягового привода с накопителем энергии [Текст] / Е. А. Спиридонов, Ю. А. Прокушев, А. А. Штанг, А. П. Вертохвостов // Науч. проблемы трансп. Сибири и Дальнего Востока. - 2006. - № 1. - С. 239-241.

2. Спиридонов, Е.А. Исследование энергетических показателей режимов тяги и торможения троллейбусов [Текст] / В.В. Бирюков, Ю.А. Прокушев, В.И. Сопов, Е.А. Спиридонов, А.А. Штанг // Омский научный вестник. - Омск : Омский научный вестник. - 2006. - №9 (46). - С. 124 - 129.

3. Спиридонов, Е. А. Определение параметров накопительного устройства для электротранспортного комплекса [Текст] / А. П. Вертохвостов, Ю. А. Прокушев, Е. А. Спиридонов, А. А. Штанг, Н. И. Щуров // Электричество. - 2007. - №6. - С.53 - 56.

4. Spiridonov, E. A. T-Bus Power Supply System Optimization by the Criterion of Process Energy Loss Minimization [Text] / V. V. Biryukov, S. A. Evdokimov, Y. A. Prokushev, V. I. Sopov, E. A. Spiridonov // Proceedings of The Second International Forum on Strategic Technology, Ulanbaatar, Mongolia. - October 3-5, 2007, P. 449 - 451 [Оптимизация системы электроснабжения троллейбуса по критерию минимизации технологических потерь энергии].

5. Спиридонов, Е. А. Повышение эффективности работы системы электроснабжения троллейбуса [Текст] / С. А. Евдокимов, Ю. А. Прокушев, В. И. Сопов, Е. А. Спиридонов // Транспорт: наука, техника, управление. - ВИНИТИ. - 2008. - № 6. - С. 24 - 27.

6. Спиридонов, Е. А. Применение накопителей энергии для выравнивания нагрузок в системе электроснабжения городского электрического транспорта [Текст] / Е. А. Спиридонов // Науч. проблемы трансп. Сибири и Дальнего Востока. - 2008. - № 1. - С. 258 - 262.

7. Спиридонов, Е. А. Снижение массогабаритных параметров накопителя энергии регулированием возбуждения тяговой электрической машины в режиме торможения [Текст] / Е. А. Спиридонов, А. А. Штанг // Науч. проблемы трансп. Сибири и Дальнего Востока. - 2009. - № 2. - С. 328 - 330.

8. Спиридонов, Е. А. Повышение эффективности использования накопителей энергии в электротранспортном комплексе [Текст] / Е. А. Спиридонов, Д. В. Чумачев, А. А. Штанг, Н. И. Щуров // Электротехника. - 2009. - № 12. - С. 33 - 37.

9. Спиридонов, Е. А. Исследование гибридного источника энергии для электрического транспортного средства с накопительными устройствами [Текст] / В. Н. Аносов, Е. А. Спиридонов, А. А. Штанг // Транспорт: Наука, техника, управление. - ВИНИТИ. - 2010. - №8. - С. 7 - 10.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, тел./факс (383) 346-08-57 формат 60 Х 84/16 объем 1,25 п.л., тираж 100 экз. заказ № подписано в печать 2010 г.

Размещено на .ru

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?