Комплексний підхід до моделювання динамічних процесів в системі електричної тяги метрополітену
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154520Ключові слова:
імітаційне моделювання, метрополітен, тягове електропостачання, електропоїзд, тяговий асинхронний електроприводАнотація
Аналіз задач по підвищенню енергоефективності систем електричної тяги вказує на необхідність впровадження нових технологій, а саме сучасного рухомого складу з тяговим асинхронним електроприводом та тягових підстанцій за новими технологіями. Для вирішення даного класу задач визначено потребу в комплексній імітаційній моделі системи електричної тяги з необхідністю забезпечення достатнього рівня її достовірності.
Наведено деталізацію алгоритмів розрахунку параметрів для розробки імітаційної моделі комплексної електричної тягової системи метрополітену, яка складається з підсистем електропостачання, електроприводу рухомого складу і механічної частини тягової передачі.
В середовищі Matlab/Simulink на основі відомих реальних і уточнених розрахункових параметрів розроблено імітаційну модель системи тягового електропостачання метрополітену з двостороннім живленням двох шляхів. Розроблена імітаційна модель сучасного тягового електроприводу вагонів метрополітену з векторною системою керування асинхронного електроприводу і одномасовою механічною частиною, що здатна враховувати вплив коефіцієнта зчеплення.
Проведене порівняння результатів імітаційного моделювання динамічних процесів з осцилограмами реальних режимів роботи метрополітену підтвердило адекватність моделі досліджуваному об’єкту. Відповідність отриманих шляхом моделювання результатів підтверджується осцилограмами аналізу напруги і струму контактної мережі, а також характеристиками режимів тяги і гальмування рухомого складу.
Змодельовані процеси роботи системи електропостачання, нестаціонарного режиму за погіршення умов зчеплення та режиму рекуперативного гальмування з передачею енергії іншим поїздам.
Використання розробленої моделі комплексної системи електричної тяги сприятиме більш повному дослідженню взаємного впливу елементів системи електричної тяги. Це дозволить підвищити ефективність прийняття технічних рішень в рамках виконання вимог щодо забезпечення безпеки руху, запобіганню виникнення порушень нормальної роботи та зниженню експлуатаційних витратПосилання
- Basov, H. H., Yatsko, S. I. (2005). Rozvytok elektrychnoho motorvahonnoho rukhomoho skladu. Ch. 2. Kharkiv: «Apeks+», 248.
- Yatsko, S., Karpenko, N., Vashchenko, Y., Panchenko, V. (2017). Development of equipment for distribution devices power traction electric supply. Part I. Collected scientific works of Ukrainian State University of Railway Transport, 172, 37–48. doi: https://doi.org/10.18664/1994-7852.172.2017.116689
- Liubarskyi, B., Petrenko, А., Shaida, V., Maslii, A. (2017). Analysis of optimal operating modes of the induction traction drives for establishing a control algorithm over a semiconductor transducer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (88)), 65–72. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109179
- Liubarskyi, B., Petrenko, О., Iakunin, D., Dubinina, O. (2017). Optimization of thermal modes and cooling systems of the induction traction engines of trams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (87)), 59–67. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.102236
- Su, S., Tang, T., Wang, Y. (2016). Evaluation of Strategies to Reducing Traction Energy Consumption of Metro Systems Using an Optimal Train Control Simulation Model. Energies, 9 (2), 105. doi: https://doi.org/10.3390/en9020105
- Sulym, A. (2015). On the question of a reasonability of capacitive storages use in the metro. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, 1 (29), 94–100.
- Yu, L., He, J. H., Hu, J., Bo, Z. Q., Li, M. X., Yip, T., Klimek, A. (2010). Accurate track modeling for fault current on DC railways based on MATLAB/Simulink. IEEE PES General Meeting. doi: https://doi.org/10.1109/pes.2010.5590135
- Panchenko, V. V. (2013). Dynamic properties of system «rectifier with buck converter – load». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (64)), 14–17. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/16445/13927
- Sablin, O. I. (2014). Study of the efficiency of the electric energy recovery process in the subway. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (72)), 9–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.30483
- Gao, Z., Fang, J., Zhang, Y., Jiang, L., Sun, D., Guo, W. (2015). Control of urban rail transit equipped with ground-based supercapacitor for energy saving and reduction of power peak demand. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 67, 439–447. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2014.11.019
- Tian, Z., Hillmansen, S., Roberts, C., Weston, P., Chen, L., Zhao, N. et. al. (2014). Modeling and simulation of DC rail traction systems for energy saving. 17th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC). doi: https://doi.org/10.1109/itsc.2014.6958067
- Du, F., He, J. H., Yu, L., Li, M. X., Bo, Z. Q., Klimek, A. (2010). Modeling and Simulation of Metro DC Traction System with Different Motor Driven Trains. 2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. doi: https://doi.org/10.1109/appeec.2010.5448372
- Verhille, J. N., Bouscayrol, A., Barre, P. J., Hautier, J. P. (2006). Model validation of the whole traction system of an automatic subway. 2006 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. doi: https://doi.org/10.1109/vppc.2006.364346
- Ferrari, A., Fantechi, A., Magnani, G., Grasso, D., Tempestini, M. (2013). The Metrô Rio case study. Science of Computer Programming, 78 (7), 828–842. doi: https://doi.org/10.1016/j.scico.2012.04.003
- Mayet, C., Horrein, L., Bouscayrol, A., Delarue, P., Verhille, J.-N., Chattot, E., Lemaire-Semail, B. (2014). Comparison of Different Models and Simulation Approaches for the Energetic Study of a Subway. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 63 (2), 556–565. doi: https://doi.org/10.1109/tvt.2013.2280727
- Buriakovskyi, S., Babaiev, M., Liubarskyi, B., Maslii, A., Karpenko, N., Pomazan, D. et. al. (2018). Quality assessment of control over the traction valve-inductor drive of a hybrid diesel locomotive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (91)), 68–75. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.122422
- Mayet, C., Delarue, P., Bouscayrol, A., Chattot, E., Verhille, J.-N. (2014). Dynamic Model and Causal Description of a Traction Power Substation Based on 6-Pulse Diode Rectifier. 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). doi: https://doi.org/10.1109/vppc.2014.7007054
- 000.000 RE. Vagony metropolitena modeley 81-7036 i 81-7037. Rukovodstvo po ekspluatacii (2016). Kremenchug, 115.
- Zhao, X., Liu, H., Zhang, J., Zhang, H. (2013). Simulation of Field Oriented Control in Induction Motor Drive System. TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical Engineering, 11 (12). doi: https://doi.org/10.11591/telkomnika.v11i12.3674
- METRO KIEV. General specification for electric equipment (2009). Warszawa, 51.
- Retune the Drive Parameters. Available at: https://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ug/advanced-users-retune-the-drive-parameters.html
- Sytnik, B. T., Yac'ko, S. I., Bryksin, V. A., Mihaylenko, V. S., Uskov, Yu. P. (2012). Adaptivnoe upravlenie v diskretnyh sistemah vysokogo poryadka s zapazdyvaniem. Chast' 3. Sintez adaptivnogo chastotno-impul'snogo PI-regulyatora s optimizaciey parametrov nastroyki na osnove kriteriya garantirovannoy stepeni ustoychivosti. Collected scientific works of Ukrainian State University of Railway Transport, 128, 182–192.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Sergiy Yatsko, Borys Sytnik, Yaroslav Vashchenko, Anatoly Sidorenko, Borys Liubarskyi, Ievgenii Veretennikov, Marina Glebova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
