Оптимизация графика движения поездов по критерию расхода электрической энергии на тягуна участках железных дорог в условиях применения рекуперативного торможения

2. Михеев, В. П. Контактные сети и линии электропередачи [Текст] / В. П. Михеев. М.: Маршрут, 2003. - 416 с.

3. Каталог изоляторов для контактной сети и ВЛ электрифицированных железных дорог [Текст]. - М.: Трансиздат, 2000.

4. Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтных воздушных линий: Справочник [Текст]. - М.: Транспорт, 2001. - 512 с.

5. Технологические карты для работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Техническое обслуживание и текущий ремонт [Текст] / МПС РФ, Департамент электрификации и электроснабжения. - М., 1999. - 427 с.

6. Марквардт, К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог [Текст] / К. Г. Марквардт. - М.: Транспорт, 1982. - 528 с.

7. Разевиг, Д. В. Техника высоких напряжений [Текст] / Д. В. Резевиг. - М.: Энергия, 1976. - 488 с.

8. Кузнецов, А. А. Моделирование процесса дистанционного диагностирования изоляторов контактной сети [Текст] / А. А. Кузнецов, А. Ю. Кузьменко // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. 2014. - № 4 (20). - С. 92 - 97.

References

1. Analiz raboty khoziaistva elektrifikatsii i elektrosnabzheniia v 2013 g. (Analysis of the farm electrification and power supply in 2013). Moscow, 2014, 100 p.

2. Mikheev V. P. Kontaktnye seti i linii elektroperedachi (The contact network and power lines). Moscow: Marshrut, 2003, 416 p.

3. Katalog izoliatorov dlia kontaktnoi seti i VL elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog (Product insulators for overhead lines and contact network of electrified railways). Moscow: Transizdat, 2000.

4. Normativno - metodicheskaia dokumentatsiia po ekspluatatsii kontaktnoi seti i vyso-kovol'tnykh vozdushnykh linii. Spravochnik (Normative - methodical documentation manual contact network and high-voltage air-lines. Directory). Moscow: Transport, 2001, 512 p.

5. MPS RF, Departament elektrifikatsii i elektrosnabzheniia. Tekhnologicheskie karty dlia raboty po soderzhaniiu i remontu ustroistv kontaktnoi seti elektrifitsirovannykh zhe-leznykh dorog. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i tekushchii remont (Railway Ministry, the Department of electrification and power supply. Routings to work on maintenance and repair of the contact network of electric-useful to the roads. Maintenance and repair services). Moscow, 1999, 427 p.

6. Markvardt K. G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannykh zheleznykh dorog (Power supply of electrified railways). Moscow: Transport, 1982, 528 p.

7. Razevig D. V. Tekhnika vysokikh napriazhenii (Technics of high pressure). Moscow: Ener-giia, 1976, 488 p.

8. Kuznetsov A. A., Kuz'menko A. Iu. Modeling of remote diagnostics of insulators catenary [Modelirovanie protsessa distantsionnogo diagnostirovaniia izoliatorov kontaktnoi seti]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2014, no. 4 (20), pp. 92 - 97.

УДК 621.311.001.57

В. Л. Незевак, А. П. Шатохин, О. В. Гателюк

ОПТИМИЗАЦИЯ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ПО КРИТЕРИЮ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ

НА УЧАСТКАХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ

В статье рассматривается подход к оценке влияния на расход электроэнергии на тягу поездов параметров графика движения в условиях применения рекуперативного торможения. Поиск варианта с минимальным

потреблением энергии основан на моделировании графика движения при различных межпоездных интервалах в условиях организации пакетного обращения поездов на участке железной дороги. По результатам моделирования предлагается представить полученную зависимость изменения расхода электроэнергии от параметров графика движения поездов в виде аналитической функции нескольких переменных п-го порядка для последующего применения при построении нормативных графиков движения с целью сокращения расхода электроэнергии на тягу поездов.

В настоящее время задача повышения энергетической эффективности перевозок на железнодорожном транспорте является одной из важнейших задач, имеющих общегосударственное значение. Государственная политика в данной сфере стимулирует мероприятия, направленные на повышение энергетической эффективности, вводя, например, льготное налогообложение для объектов высокой энергетической эффективности [1]. В соответствии с ориентирами, задаваемыми государством в области повышения энергетической эффективности, Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» одной из приоритетных задач устанавливает существенное повышение уровня рекуперируемой энергии и эффективности ее использования [2].

Одним из перспективных направлений в решении указанной задачи является введение в расписание энергооптимальных графиков и твердых ниток графика для грузовых поездов. Опыт реализации энергооптимальных графиков в пассажирском движении показал возможность сокращения расхода электроэнергии на тягу на 5 - 6 %. Например, в пассажирском движении при введении энергооптимальных графиков на участках Москва - Санкт-Петербург и Санкт-Петербург - Бабаево усредненный расход электроэнергии на тягу сократился на 5,9 и 7,5 % соответственно. В настоящее время энергооптимальные графики вводятся в график движения поездов и в грузовом движении. Эффект от внедрения энергооптимального графика определяется применительно к движению одного поезда с учетом профиля пути, ограничения скорости, особенности локомотива, массы поезда, режима вождения [3]. При этом не рассматриваются вопросы, связанные с максимальным использованием энергии рекуперативного торможения поездами, следующими в тяге, однако, как показывают результаты исследований, при этом может достигаться значительное сокращение расхода электроэнергии на тягу [4]. Взаимное расположение поездов на межподстанционной зоне определяет условия для приема энергии рекуперации. В случае отсутствия поездов на перегоне, следующих в тяге, отсутствуют и условия для применения рекуперативного торможения. В свою очередь расположение поездов на межподстанционных зонах определяется нормативным графиком движения поездов, определяющим время прибытия и отправления поездов со станций. К параметрам нормативного графика движения, определяющим взаимное расположение поездов на межподстанционных зонах, следует отнести межпоездной интервал, количество поездов в пакете и количество пакетов в графике.

Количество факторов, оказывающих влияние на величину расхода электроэнергии на тягу поездов на участке железной дороги, значительно. В связи с этим при решении задачи поиска оптимального графика движения по критерию минимума расхода электроэнергии в условиях применения рекуперативного торможения в данной работе принят ряд допущений. Как известно, на расход электроэнергии оказывает существенное влияние целый ряд факторов [5 - 7], среди которых следует отметить такие, как температура окружающей среды, масса поезда, нагрузка на ось вагона, техническая скорость поезда, серия электроподвижного состава, размеры движения, условия для применения рекуперативного торможения и др. С целью оценки влияния параметров графика движения на расход электроэнергии в условиях применения рекуперативного торможения рассмотрим различные варианты построения графика движения поездов. Различия вариантов между собой будут заключаться в различных величинах межпоездного интервала, количестве пакетов и поездов в пакете графика. Все остальные факторы при построении графика движения сохраняются неизменными для всех рассматриваемых вариантов.

В общем виде зависимость расхода электроэнергии для рассматриваемой задачи принимает вид функции трех переменных:

Ж = / (п,т1,т2):

где п - количество поездов в пакете, шт.;

тх - интервал между поездами в пакете, мин;

т2 - интервал между пакетами, мин.

Для пакетного графика движения поездов ограничения на количество поездов в пакете п связаны с количеством ниток графика в четном и нечетном направлениях. В общем виде количество поездов в пакете должно удовлетворять двойному неравенству:

Птт ч(н) — Пч(н) — Птах ч(н) ;

где птщ ч(н) и птах ч(н) - минимальные и максимальные границы, которые должны удовлетворять следующим неравенствам при допущении здесь и далее того, что количество поездов в пакетах в пределах одного графика остается неизменным:

Птт ч(н) — 2 ,

Птах ч(н) —

N

ч

2

где N - количество поездов в четном или нечетном направлении.

Межпоездной интервал в пакете графика т1 должен удовлетворять условиям пропуска поездов по сигналам устройств сигнализации, централизации и блокировки с одной стороны, а с другой стороны - максимальному межпоездному интервалу:

71тт ч

где г1т;„ ч(н) и г1тах ч(н) - интервалы, определяемые соответственно по условиям безопасности движения и пропуска поездов.

Минимальный межпоездной интервал определяется протяженностью блок-участков в четном и нечетном направлениях, а также ограничениями со стороны устройств инфраструктуры. Максимальный межпоездной интервал в пакете поездов графика не может превышать межпоездной интервал при равномерном графике:

1 тах ч

1440

N

ч

Минимальное значение интервала между пакетами графика движения т2 для различных вариантов зависит от количества пакетов в графике движения и межпоездного интервала, при этом максимальное значение интервала определяется минимальным количеством пакетов графика:

Т2тт ч

где [т2 т;п ; т2 тах] - диапазон изменения интервалов между пакетами поездов.

Изменение рассматриваемых интервалов движения и количества поездов в пакетах не должно приводить к изменению тоннокилометровой работы на участке железной дороги за сутки и должно удовлетворять в общем случае равенству:

кч(н) кч(н) 1

ч(н) "!)% )+ Е Г2ч(н); = 1440,

где Лч(н) - количество пакетов в сутки в четном (нечетном) направлении.

№ 1(21) 2015

С учетом неравенства (8), связывающего количество поездов в пакете с межпоездными интервалами т\ и т2, функция (1) в условиях постоянного объема перевозок для различных вариантов принимает вид функции двух переменных.

Для частного рассматриваемого случая равенства интервалов и количества поездов в пакетах выражение (8) принимает вид:

К) -1)Тч(н) • кч(н) + (кч(н) -1)Т ч(н) = 1440.

Помимо представленных условий при расчетах следует обеспечить другие равные для вариантов организации графика движения условия, рассмотренные выше, а также ограничения со стороны системы тягового электроснабжения. К последним следует отнести уровень минимального напряжения на токоприемнике электроподвижного состава ишщ, максимальную температуру проводов и тросов контактной подвески Т и коэффициент допустимой перегрузки силового оборудования тяговых подстанций £пер:

U  > U

mm mm доп'

T < T

max доп'

к < к .

пер пер доп

По условиям задачи необходимо найти вариант реализации графика движения с минимальным суточным расходом электроэнергии Ж = /(и,^,г2). Поэтому целевой функцией для рассматриваемой задачи будет являться функция суммарного расхода электроэнергии всеми поездами в четном и нечетном направлениях на участке железной дороги, определяемого с учетом потерь энергии по присоединениям контактной сети тяговых подстанций:

M

W = ^ min,

i=1

где Wi - расход электроэнергии по i -му присоединению контактной сети тяговой подстанции;

M - количество присоединений контактной сети тяговых подстанций на рассматриваемом участке железной дороги.

С учетом принятых допущений математическая модель оптимизационной задачи примет следующий вид:

M

W = ^W ^min;

i=1

n < n < n '

"mm ч(н) < "ч(н) < "max ч(н) ;

T < T < Т

1min ч(н) 1 ч(н) 1max ч(н) '

Т < Т < Т

2min ч(н) 2 ч(н) 2max ч(н) >

К) - 1)-Т1ч(н)  кч(н) + (кч(н) - 1) 'Т2ч(н) = 1440;

U  > U

min min доп'

T < Т„

к < к .

пер пер доп

Получение решения математической модели (12) в аналитическом виде представляется крайне трудоемким, что объясняется необходимостью учета значительного массива исходной информации, характеризующей инфраструктуру участка железной дороги, подвижной состав, обращающийся на участке, и другие условия. В связи с этим решению задачи пред-

шествует этап, на котором для участка железной дороги выполняются тяговые расчеты для всех видов электроподвижного состава. После проведения тяговых расчетов задача может быть решена на основе представленной модели (12).

Рассмотрим решение задачи на основе одного из действующих двухпутных участков железной дороги постоянного тока А - Б, который характеризуется следующими параметрами. Режим питания контактной сети - двухсторонний, параллельный. Контактная подвеска - М-95+2МФ-100 с усиливающим проводом 2А-185, рельсовая цепь - рельсы Р65 с междупутными соединителями. Система тягового электроснабжения состоит из девяти тяговых подстанций, восьми постов секционирования, четырнадцати пунктов параллельного соединения. На участке эксплуатируются электровозы серий ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10. Продольный профиль пути характеризуется наличием уклонов величиной до 13,7 %о. Унифицированная масса грузовых поездов равна 5200 т. Пассажирские и пригородные поезда на участке не обращаются. На рассматриваемом участке размеры движения составляют 80 пар поездов в сутки. Протяженность участка - 155 км. Объем суточной тоннокилометровой работы на участке составляет 832 тыс. ткм брутто. В качестве исходных условий принято, что технических остановок поездов на станциях участка не предусмотрено, неграфиковые остановки по причине отказа в работе устройств инфраструктуры и подвижного состава отсутствуют.

При решении задачи проанализируем характер изменения значения суточного расхода электроэнергии как функции двух переменных. Набор вариантов построения графика движения ограничим вариантами с постоянным межпоездным интервалом и различными вариантами пакетного пропуска поездов.

Для рассматриваемого случая количество поездов в пакете п должно удовлетворять неравенству (2):

2 — п — 40 .

Интервал между поездами в пакете г1ч(н) должен удовлетворять неравенству (5):

6 <*1 ч(н) < 18 .

Интервал между пакетами ^2ч(н) должен удовлетворять неравенству (7):

18 <^2ч(н) < 486 .

Математическая модель для рассматриваемой задачи принимает вид:

Ж = Е Ж ^ тт;

1=1

2 — Пч(н) — 40;

6 — Т1 ч(Н) < 18;

18 <^2ч(н) — 486;

итт — 2 700; Т —100; кпер —1,5.

= 1440;

Решение математической модели проводится на основе множества вариантов исполнения графиков движения. На рисунке 1 представлены фрагменты различных вариантов, поясняющие порядок их рассмотрения.

По результатам расчетов формируется массив данных значений целевой функции - суммарного расхода электроэнергии на участке. Фрагмент результатов расчетов для двух вариантов организации графика движения представлен в таблице.

а б в

Рисунок 1 - Фрагменты различных вариантов реализации графика: а - равномерный график с параметрами XI = т2 = 18; б - 10 пакетов с параметрами т = 10, т2 = 50; в - 2 пакета с параметрами т = 14, т2 = 194

Результаты расчета суточного расхода электроэнергии для различных вариантов организации суточного пакетного графика движения

Номер Вариант Межпоездной Интервал между Расход электроэнергии,

расчета интервал, мин пакетами, мин кВтч

1 10 110 1 187 878

2 10 111 1 187 786

3 10 112 1 187 901

4 10 113 1 188 680

5 10 114 1 189 336

6 10 115 1 188 748

7 5 пакетов в чет- 12 60 1 178 330

8 ном и нечетном 12 61 1 180 176

9 направлениях 12 62 1 178418

10 12 63 1 177 964

11 12 64 1 179 950

12 12 65 1 182 490

13 14 45 1 172 439

14 14 46 1 171 476

15 14 47 1 171 986

16 14 48 1 173 125

17 14 49 1 172 570

18 14 50 1 172 910

19 8 72 1 165 199

20 8 73 1 165 419

21 8 74 1 165 911

22 8 75 1 166 253

23 8 76 1 166 155

24 10 50 1 173 129

25 10 пакетов в четном и нечетном направлениях 10 51 1 171 623

26 10 52 1 172 250

27 10 53 1 174315

28 10 54 1 175 736

29 10 55 1 172 079

30 12 40 1 178 445

31 12 41 1 189 460

32 12 42 1 188 826

33 12 43 1 177 637

34 12 44 1 174 796

Как показывают результаты расчетов, для различных вариантов построения графика движения размах значений расхода электроэнергии на тягу для рассматриваемого участка путем изменения межпоездных интервалов в условиях пакетной организации пропуска поездов достигает 2,5 % от общего расхода электроэнергии на тягу. Данное обстоятельство свидетельствует о значительном потенциале повышения энергетической эффективности перевозок на участке. С целью оценки энергетической эффективности существующего нормативного графика следует сравнить его с вариантом, имеющим минимальный расход электроэнергии на тягу из возможных с помощью предложенного подхода. Полученная оценка потенциала повышения энергетической эффективности перевозок свидетельствует об актуальности вопроса и необходимости дальнейшей проработки и использования результатов исследований в перевозочном процессе.

Результаты расчетов значений целевой функции представлены на рисунках 2 - 4 в соответствии с принятыми ограничениями на области допустимых значений переменных. Цвет закраски клеток определяет величину расхода электроэнергии: чем темнее клетка - тем меньше расход.

б

8l I II II

200 мин. 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20

-Интервал между пакетами

Рисунок 2 - Расход электроэнергии в зависимости от интервала между поездами в пакете и

интервала между пакетами

х ю

8 1 Г Г I 1 Г I I I I I I I I I I I I I

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 шт 40 Количество поездов в пакете -

Рисунок 3 - Расход электроэнергии в зависимости от количества поездов в пакете и интервала между поездами в пакете

При рассмотрении проекций значений целевой функции в координатах т\ и т2 минимальный уровень расхода электроэнергии достигается в следующих диапазонах: 8< т\ < 10 и 75< т2 < 80. В случае рассмотрения проекций значений целевой функции в координатах т и п минимальный уровень расхода электроэнергии достигается в следующих диапазонах: 8< т1 < 10, 8< п < 10. При рассмотрении проекций значений целевой функции в координатах т2 и п минимальный уровень расхода электроэнергии достигается в следующих диапазонах: 75< т2 < 80, 8< п < 10. Значения коэффициентов корреляции между расходом электроэнергии и интервалом между пакетами составляют от 0,52 до 0,93 и являются статистически значимыми (1-критерий Стьюдента) [9, 10], что свидетельствует об их взаимосвязи.

Рисунок 4 - Расход электроэнергии в зависимости от количества поездов в пакете и

интервала между пакетами

В аналитическом виде функцию расхода (уравнение регрессии) электроэнергии на тягу для значений, полученных выше (см. таблицу 1), можно получить с помощью метода наименьших квадратов:

Ж = 949300,0 + 40490,0т +194,6• т2 -1614,0•т12 -58,0•т1т2

2,9 •т

Определены доверительные интервалы с 95 %-ной надежностью для всех коэффициентов уравнения. Среди них только доверительный интервал для коэффициента перед переменной т2, равный 194,6, содержит нулевое значение (от -128,7 до 517,8). Это показывает, что коэффициенты уравнения (12), кроме коэффициента перед т2, значимо отличаются от нуля. Как показывают расчеты, для уравнений регрессии более высокого порядка в доверительных интервалах с 95 %-ной надежностью при наивысших степенях переменных содержатся нулевые значения. По полученному уравнению поверхности (13), решив систему уравнений для частных производных по т1 и т2, находим стационарную точку для функции. Получаем значения т1 = 11,1 и т2 = 78,0, попадающие в область допустимых значений. Однако определитель (14), составленный из частных производных второго порядка, имеет отрицательный знак, поэтому данная точка является седловой и не является точкой экстремума. Из этого следует, что наименьшее значение функции достигается на границе области [9]:

д 2Ж д 2Ж

дт\ д^дт2

д 2Ж д 2Ж

дтдт дт2

< 0.

Для нахождения оптимума функции может быть использован один из известных численных методов оптимизации [11]. В рассматриваемой работе применен метод штрафных функций. По результатам расчетов данная функция имеет два минимума со значениями Ж1тщ = = 1163637 и Ж2тщ = 1166875 для пар значений переменных т1 = 8,0, т2 = 48,1 и т1 = 14,0, т2 = 108,0 соответственно.

Исходя из представленных результатов можно сделать вывод о том, что для произвольного электрифицированного участка железной дороги в условиях применения рекуперативного торможения существует вариант организации графика движения с минимальным расходом электроэнергии на тягу. На примере рассматриваемого участка показано, что минимальное значение расхода электроэнергии в условиях применения рекуперативного торможения достигается при следующих значениях переменных: количество поездов пакете находится в диапазоне от 8 до 10, значения интервала между поездами в пакете находятся в диапазоне 8 - 10 мин, а значения интервала между пакетами - 70 - 80 мин. Расчеты показывают, что потенциал сокращения суммарного расхода электроэнергии за счет обеспечения приема энергии рекуперации при формировании нормативного графика движения оценивается в величину 2,5 % от максимального уровня. Следует отметить, что минимальное значение расхода электроэнергии достигается на некотором множестве значений переменных, что позволяет рассматривать множество вариантов организации графика движения поездов в зависимости от решаемых задач. Предложенный подход нахождения оптимальных параметров графика движения поездов можно использовать для оценки потенциала повышения энергоэффективности перевозок на любом участке железной дороги.

Список литературы

1. Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам высокой энергетической эффективности в зависимости от применяемых технологий и технических решений и вне зависимости от характеристик объектов, осуществление инвестиций в создание которых является основанием для предоставления инвестиционного налогового кредита, и перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам высокой энергетической эффективности на основании соответствия объектов установленным значениям индикатора энергетической эффективности, осуществление инвестиций в создание которых является основанием для предоставления инвестиционного налогового кредита: Постановление Правительства РФ от 29 июня 2013 № 637 // Собрание законодательства РФ. -05 августа 2013 г. - № 31.

2. Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года [Текст]: Распоряжение ОАО «РЖД» от 15 декабря 2011 г. № 2718р. - М., 2011. - 97 с.

3. Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст] / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долга-нов и др. - М.: Транспорт, 1985. - 287 с.

4. Незевак, В. Л. К вопросу об управлении режимом работы накопителя электроэнергии в системе тягового электроснабжения [Текст] / В. Л. Незевак // Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте: Материалы все-рос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2013. 425 с.

5. Вильгельм, А. С. Апробация расчетной модели системы тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока для оценки потенциала энергоэффективности рекуперативного торможения [Текст] / А. С. Вильгельм, В. И. Гутников, М. М. Никифоров // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2014. - № 1 (17). - С. 50 - 57.

6. Сидорова, Е. А. Характеристика энергопотребления на тягу поездов в энергетическом паспорте железной дороги [Текст] / Е. А. Сидорова, А. И. Давыдов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2010. - № 4 (4). - С. 76 - 80.

7. Никифоров, М. М. Методика оценки потенциала энергоэффективности применения рекуперативного торможения [Текст] // М. М. Никифоров, А. Л. Каштанов, В. А. Кандаев // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2012. - № 1 (9). -С. 72 - 78.

8. Черемисин, В. Т. Оценка технологических потерь в тяговой сети в условиях рекуперации электроподвижного состава / В. Т. Черемисин, А. С. Вильгельм, В. Л. Незевак // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. - Ростов-на-Дону. - 2014. - № 2. - С. 106 - 111.

9. Фихтенгольц, Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления: Учебник [Текст] / Г. М. Фихтенгольц. - СПб: Лань, 2009. - 656 с.

10. Амосов, А. А. Вычислительные методы [Текст] / А. А. Амосов. - СПб: Лань, 2014. -672 с.

References

1. Ob utverzhdenii perechnja obektov i tehnologij, kotorye otnosjatsja k obektam vysokoj jenergeticheskoj jeffektivnosti v zavisimosti otprimenjaemyh tehnologij i tehnicheskih reshenij i vne zavisimosti ot harakteristik obektov, osushhestvlenie investicij v sozdanie kotoryh javljaetsja osnovaniem dlja predostavlenija investicionnogo nalogovogo kredita, i perechnja obektov i tehnologij, kotorye otnosjatsja k obektam vysokoj jenergeticheskoj jeffektivnosti na osnovanii sootvetstvija obektov ustanovlennym znachenijam indikatora jenergeticheskoj jeffektivnosti, osushhestvlenie investicij v sozdanie kotoryh javljaetsja osnovaniem dlja predostavlenija investicionnogo nalogovogo kredita. Postanovlenie Pravitel'stva Rossiiskoi Federatsii ot 29.06.2013 № 637. Sobranie zakonodatel'stva Rossiiskoi Federatsii of 05.08.2013 no.31

2. Jenergeticheskaja strategija holdinga «Rossijskie zheleznye dorogi» na period do 2015 goda

i na perspektivu do 2030 goda. Rasporjazhenie OAO «RZhD» ot 15.12.2011 № 2718r. (Energy strategy of the holding company «Russian railroad» for 2015 year and in outlook till 2030 year. Instruction of OAO «RZhD» of 15 december 2011 year no. 2718r) Moscow, 2011.

3. Pravila tjagovyh raschetov dljapoezdnoj raboty (The rules of the traction calculation for the train work), Moscow: Transport Publ., 1985, 287 p.

4. Nezevak, V. L. In regard to the question of the operating mode's control of the electric energy storage unit in the system of electric traction system [K voprosu ob upravlenii rezhimom raboty nakopitelja jelektrojenergii v sisteme tjagovogo jelektrosnabzhenija]. Materialy Vserossijskoj nauchno-tehnicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem «Pribory i metody izmerenij, kontrolja kachestva i diagnostiki v promyshlennosti i na transporte» (Materials of the 4th All-Russian theoretical and practical conference with the international partnership «Equipment and methods of dimensions, quality control and diagnostic in the industry and transport»). - Omsk State Transport University. Omsk, 2013. 425 p.

5. Vil'gel'm, A. S. , Gutnikov V. I., Nikiforov M. M. The approbation of the calculated model of the railroad' s electric traction for the estimation of the potential energy efficiency of the regenerative braking [Aprobacija raschetnoj modeli sistemy tjagovogo jelektrosnabzhenija zheleznyh dorog postojannogo toka dlja ocenki potenciala jenergojeffektivnosti rekuperativnogo tormozhenija]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2014, no. 1 (17), pp. 50 - 57.

68 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 1(21) 2015

i

6. Sidorova, E. A., Davydov A. I. The description of the power consumpyion for train's traction in the railroad's energy passport [Harakteristika jenergopotreblenija na tjagu poezdov v jenergetich-eskom pasporte zheleznoj dorogi]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2010, no. 4 (4), pp. 76 - 80.

7. Nikiforov, M. M., Kashtanov A. L., Kandaev V. A. The method of the potential of the regenerative braking's energy efficiency [Metodika ocenki potenciala jenergojeffektivnosti primenen-ija rekuperativnogo tormozhenija]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2012, no. 1 (9), pp. 72 - 78.

8. Cheremisin, V. T., Vilgelm A. S., Nezevak V. L. The assessment of the technology wastes in the traction grid in the conditions of the electric rolling train's recuperation [Ocenka tehnolog-icheskih poter' v tjagovoj seti v uslovijah rekuperacii jelektropodvizhnogo sostava] Vestnik Ros-tovskogo gosudarstvennogo universiteta putej soobshhenija - Herald of Rostov State University of Railway Transport, 2014, no 2, pp. 106 - 111.

9. Fihtengol'c G.M. Kurs differencial'nogo i integral'nogo ischislenija (The course of the differential and integral calculation). St.Petersburg: Lan' Publ., 2009, 656 p.

10. Amosov A.A. Vychislitel'nye metody (Computational science). St.Petersburg: Lan' Publ., 2014, 672 p.

УДК 621.331:621.311

В. Т. Черемисин, С. Ю. Ушаков, С. Г. Истомин

КОНТРОЛЬ НЕРАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ БОРТОВЫХ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ УЧЕТА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В статье рассмотрены виды непроизводительных потерь электроэнергии в электротяге и даны плановые уровни их улучшения. Приведены основные способы определения непроизводительных потерь, которые применяются в настоящее время в ОАО «РЖД». Показан пример алгоритма определения непроизводительных потерь при нагоне графикового времени и дано его описание. Сформулированы технические результаты предлагаемого способа определения непроизводительных потерь.

Компания ОАО «РЖД» является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов, на долю которого приходится около 6 % всей вырабатываемой в России электроэнергии, 85 % которой расходуется на тягу поездов, поэтому экономия энергетических ресурсов, снижение расхода электроэнергии на тягу поездов и уменьшение удельной нормы расхода электроэнергии являются одними из ее приоритетных задач. Одно из таких направлений оптимизации энергозатратности основной деятельности ОАО «РЖД» - это уменьшение доли непроизводительных потерь в электротяге, величина которых составляет 8 - 9 % от общего расхода на тягу. Актуальность данного вопроса нашла отражение в Энергетической стратегии холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года, где была отмечена положительная динамика изменения основных факторов, влияющих на удельный расход ТЭР на тягу поездов и установлены следующие плановые уровни их улучшения, достижение которых позволит снизить удельный расход ТЭР на тягу поездов до 7 % (таблица) [1].

К непроизводительным потерям электроэнергии в электротяге относятся потери электроэнергии [2]

- в режиме простоя в депо или на станционных путях в ожидании работы;

- у запрещающих сигналов;