Розробка комплексного підходу до визначення раціональних параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії для поїзда метрополітену

Автор(и)

  • Andriy Sulym Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування» вул. І. Приходька, 33, м. Кременчук, Україна, 39621, Україна https://orcid.org/0000-0001-8144-8971
  • Oleksij Fomin Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071, Україна https://orcid.org/0000-0003-2387-9946
  • Pavlo Khozia Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування» вул. І. Приходька, 33, м. Кременчук, Україна, 39621, Україна https://orcid.org/0000-0001-8948-6032
  • Oleksii Palant Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-8178-6874
  • Vyacheslav Stamatin КП «Харківський метрополітен» вул. Різдвяна, 29, м. Харків, Україна, 61052 Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-3441-567X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.183304

Ключові слова:

бортовий ємнісний накопичувач енергії, поїзд метрополітену, рекуперативне гальмування, система накопичення

Анотація

Одним з ключових і недостатньо вивчених питань за умови впровадження бортових ємнісних накопичувачів енергії в метрополітені є визначення їх раціональних параметрів (потужності та енергоємності). Проаналізовано існуючи методи та підходи щодо вибору параметрів бортових ємнісних накопичувачів енергії. Визначено недоліки для кожного методу та підходу. Обґрунтовано необхідність розробки підходу, який би дозволив в повній мірі врахувати фактори впливу реальних умов експлуатації поїзда метрополітену. Існуючи методи та підходи щодо вибору раціональних параметрів мають недоліки та не враховують в повній мірі фактори реальних умов експлуатації поїзда метрополітену. В цій роботі запропоновано комплексний підхід, який враховує зазначені фактори впливу і дозволяє здійснювати вибір раціональних параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії за двома показниками: масою та вартістю системи накопичення. Визначено раціональні параметри бортового ємнісного накопичувача енергії для заданих умов експлуатації поїзда метрополітену з використанням комплексного підходу. Розраховано кількість заощадженої електроенергії за рахунок впроваджень бортового накопичувача з раціональними параметрами. Результати досліджень можуть бути використані під час проектування, створення та впровадження рухомого складу метрополітену з бортовим ємнісним накопичувачем енергії, а також під час експертної оцінки кількості заощадженої електроенергії

Біографії авторів

Andriy Sulym, Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування» вул. І. Приходька, 33, м. Кременчук, Україна, 39621

Кандидат технічних наук, заступник директора

Oleksij Fomin, Державний університет інфраструктури та технологій вул. Кирилівська, 9, м. Київ, Україна, 04071

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Вагони та вагонне господарство»

Pavlo Khozia, Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування» вул. І. Приходька, 33, м. Кременчук, Україна, 39621

Кандидат технічних наук, старший дослідник, завідувач лабораторії

Науково-дослідна лабораторія експериментальних досліджень залізничної техніки

Oleksii Palant, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002

Доктор економічних наук, доцент

Кафедра підприємництва та бізнес-адміністрування

Vyacheslav Stamatin, КП «Харківський метрополітен» вул. Різдвяна, 29, м. Харків, Україна, 61052 Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова вул. Маршала Бажанова, 17, м. Харків, Україна, 61002

Генеральній директор

Аспірант

Кафедра підприємництва та бізнес-адміністрування

Посилання

  1. Sablin, O. (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
  2. Zhemerov, G. G., Ilyina, N. О., Tugay, D. V. (2014). Reduction of energy losses in subway rolling-stock energy supply systems using energy-consuming storages. Tekhnichna elektrodynamika, 5, 137–138.
  3. Shevlyugin, M. V., Zheltov, K. S. (2008). On reduction of electric power consumption in Moscow underground by application of capacitive energy storage devices. Nauka i tehnika transporta, 1, 15–20.
  4. Ciccarelli, F., Iannuzzi, D., Tricoli, P. (2012). Control of metro-trains equipped with onboard supercapacitors for energy saving and reduction of power peak demand. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 24, 36–49. doi: https://doi.org/10.1016/j.trc.2012.02.001
  5. Allegre, A.-L., Bouscayrol, A., Delarue, P., Barrade, P., Chattot, E., El-Fassi, S. (2010). Energy Storage System With Supercapacitor for an Innovative Subway. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57 (12), 4001–4012. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2010.2044124
  6. Ciccarelli, F. (2014). Energy management and control strategies for the use of supercapacitors storage technologies in urban railway traction systems. PHD School in Industrial Engineering, 330.
  7. Szênâsy, I. (2009). New energy management of capacitive energy storage in metro railcar by simulation. Acta Technica Jaurinensis, 2 (1), 117–131.
  8. Mensah-Darkwa, K., Zequine, C., Kahol, P., Gupta, R. (2019). Supercapacitor Energy Storage Device Using Biowastes: A Sustainable Approach to Green Energy. Sustainability, 11 (2), 414. doi: https://doi.org/10.3390/su11020414
  9. Limanskiy, S. S. (2010). Pat. No. RU 2436690 C2 RF. Sposob dvizheniya elektricheskogo transportnogo sredstva na rekuperirovannoy elektroenergii i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya. MPK B60L 7/12. No. 2010104636/11; declareted: 11.02.2010; published: 20.12.2011. Bul. No. 35, 18.
  10. Eliseev, A. D., Fursov, S. A. (2015). Superkondensatory Nesscap povyshayut energoeffektivnost' elektroprivodov. Elektronnye komponenty, 2, 80–83.
  11. Kossov, E. E., Nikipelyy, S. O. (2010). Primenenie nakopiteley maloy energoemkosti v silovoy tsepi teplovoza. Visnyk Skhidnoukrainskoho nats. un-tu im. V. Dalia, 5 (147), 246–248.
  12. Shchurov, N. I., Shcheglov, K. V., Shtang, A. A. (2008). Primenenie nakopiteley energii v sistemah elektricheskoy tyagi. Sbornik nauchnyh trudov NGTU, 1 (51), 99–104.
  13. Riabov, E. S. (2015). Defining the parameters of an energy storage for an electrorolling stock with asynchronous traction drive under the limited current in the traction network. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskyi politekhnichnyi instytut», 6 (1115), 132–137.
  14. Rybalko, A. Ya., Dybrin, S. V. (2008). Vybor emkosti nakopitelya energii dlya obespecheniya snizheniya maksimuma potreblyaemoy moshchnosti. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten' (nauchno-tehnicheskiy zhurnal), 8, 356–361.
  15. Kostin, N. A., Nikitenko, A. V. (2014). Avtonomnost' rekuperativnogo tormozheniya – osnova nadezhnoy energoeffektivnoy rekuperatsii na elektropodvizhnom sostave postoyannogo toka. Zaliznychnyi transport Ukrainy, 3, 15–23.
  16. Sulym, A. O., Fomin, O. V., Khozia, P. O., Mastepan, A. G. (2018). Theoretical and practical determination of parameters of on-board capacitive energy storage of the rolling stock. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 79–87. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/8
  17. Mukha, А. M., Kostin, М. О., Kurylenko, О. Y., Tsyplia, H. V. (2017). Enhancing the operational efficiency of direct current drive based on use of supercondenser power storage units. Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 5 (71), 48–60. doi: https://doi.org/10.15802/stp2017/114624
  18. Gorobchenko, O., Fomin, O., Fomin, V., Kovalenko, V. (2018). Study of the influence of electric transmission parameters on the efficiency of freight rolling stock of direct current. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (3 (91)), 60–67. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121713
  19. Myatezh, A. V., Yaroslavtsev, M. V. (2013). Opredelenie energoemkosti bortovogo bufernogo kondensatornogo nakopitelya energii dlya gorodskogo elektricheskogo transporta. Transport Rossiyskoy Federatsii, 4 (47), 62–65.
  20. Fomin, O., Sulym, A., Kulbovskyi, I., Khozia, P., Ishchenko, V. (2018). Determining rational parameters of the capacitive energy storage system for the underground railway rolling stock. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (92)), 63–71. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126080
  21. Bayryeva, L. S., Prokopovich, A. V. (2004). Teoriya elektricheskoy tyagi. Moscow: Izdatel'stvo MEI, 40.
  22. Rozenfel'd, V. E., Isaev, I. P., Sidorov, N. N., Ozerov, M. I.; Isaev, I. P. (Ed.) (1995). Teoriya elektricheskoy tyagi. Moscow: Transport, 294.
  23. Sulim, A. A. (2015). Povyshenie effektivnosti energoobespecheniya podvizhnogo sostava metropolitena s sistemami rekuperatsii putem primeneniya emkostnyh nakopiteley energii. Kyiv, 188.
  24. SOU MPP 45.060-253:2008. Vahony metropolitenu. Zahalni tekhnichni vymohy (2008). Kyiv: Ministerstvo promyslovoi polityky Ukrainy, 29.
  25. Tkachenko, V., Sapronova, S., Kulbovskiy, I., Fomin, O. (2017). Research into resistance to the motion of railroad undercarriages related to directing the wheelsets by a rail track. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (89)), 65–72. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109791

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-12

Як цитувати

Sulym, A., Fomin, O., Khozia, P., Palant, O., & Stamatin, V. (2019). Розробка комплексного підходу до визначення раціональних параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії для поїзда метрополітену. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(3 (102), 28–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.183304

Номер

Том 6 № 3 (102) (2019): Процеси управління

Розділ

Процеси управління

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Andriy Sulym, Oleksij Fomin, Pavlo Khozia

Creative Commons License

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.