УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДОЛОГІЇ ВИЗНАЧЕННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ЄМНІСНОГО НАКОПИЧУВАЧА ЕНЕРГІЇ ДЛЯ ПОЇЗДА МЕТРОПОЛІТЕНУ

Autor: Sulym, A. O., Khozia, P. O.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; No. 5(89) (2020); 45-67
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 5(89) (2020); 45-67
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 5(89) (2020); 45-67
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Purpose. The purpose of the work is to determine the rational capacity and energy consumption of the onboard capacitive energy storages using a complex approach for estimating the parameters, which is based on the methods of theoretical research. Methodology. The article performs a comparative analysis of existing methodologies and approaches for determination of the onboard capacitive storages parameters for subway trains with recovery systems, formulates the advantages and disadvantages of each of them. It is determined that among the existing methodologies it is most reasonable to use a complex approach, the aim of which is to determine the rational capacity and energy consumption according to two parameters of the energy storage system – weight and payback period. A procedure for determining the rational parameters of the onboard capacitive energy storage using theoretical research methods is proposed: theoretical basis of electric traction, mathematical modeling of dynamic motion and energy processes, mathematical statistics, technical-economic and comparative analysis. Findings. According to the results of the complex theoretical researches, the economic expediency of implementation of onboard capacitive energy storages on the subway train is confirmed. The energy storage system with rational parameters of the onboard capacitive energy storage for established operating conditions in the Municipal Enterprise «Kyiv Metro» and selected experimental train of the subway is determined. The amount of saved electricity due to the implementation of the energy storage system with rational parameters is estimated. Originality. The methodology for determining the rational parameters of the onboard capacitive energy storage in terms of replacing the use of experimental research data with theoretical research, the purpose of which is to model the movement of subway trains with recovery systems using software to reduce financial costs, research time and increase their accuracy. The research on determination of quantitative indicators of recovery electricity for the analysis of energy saving reserves was further developed in the subway. Practical value. The results of theoretical research can be the basis for the creation of full-scale samples of subway trains with onboard capacitive energy storages. The researches will create recommendations for the design of innovative energy-saving subway trains with improved technical and economic characteristics that can increase the efficiency of the transportation process in the subway.
Цель. В качестве основной цели авторы ставят определение рациональной мощности и энергоемкости бортового емкостного накопителя энергии (ЕНЭ) с использованием комплексного подхода оценки параметров, в основу которого положены методы теоретических исследований. Методика. Выполнен сравнительный анализ существующих методологий и подходов к определению параметров бортовых емкостных накопителей энергии для поезда метрополитена с системами рекуперации, сформулированы преимущества и недостатки каждого из них. Установлено, что среди существующих методологий наиболее целесообразно использовать комплексный подход, суть которого состоит в определении рациональной мощности и энергоемкости одновременно по двум параметрам системы накопления – массе и сроке окупаемости. Предложено процедуру для определения рациональных параметров бортового емкостного накопителя энергии с использованием следующих методов исследований: теоретических основ электрической тяги, математического моделирования динамики движения и энергетических процессов, математической статистики, технико-экономического и сравнительного анализов. Результаты. Проведенный комплекс теоретических исследований позволяет подтвердить экономическую целесообразность внедрения бортовых емкостных накопителей энергии на поезде метрополитена. Определена система накопления с рациональными параметрами ЕНЭ для заданных условий эксплуатации в коммунальном предприятии «Киевский метрополитен» и для избранного опытного поезда метрополитена. Выполнена оценка количества сэкономленной электроэнергии за счет внедрения данной системы. Научная новизна. Усовершенствована методология определения рациональных параметров бортового емкостного накопителя энергии в части замены использования данных экспериментальных исследований теоретическими исследованиями, суть которых заключается в моделировании движения поезда метрополитена с системами рекуперации с помощью программного обеспечения, что позволит уменьшить финансовые затраты, время на выполнение исследований и повысить их точность. Получили дальнейшее развитие исследования по определению количественных показателей электроэнергии рекуперации для анализа резервов энергосбережения в метрополитене. Практическая значимость. Результаты теоретических исследований могут стать основой для создания натурных образцов поездов метрополитена с бортовыми емкостными накопителями энергии. Проведенные исследования позволят разработать рекомендации по проектированию инновационных энергосберегающих поездов метрополитена с улучшенными технико-экономическими характеристиками, которые способны повысить эффективность функционирования перевозочного процесса в метрополитене.
Мета. За основну мету автори ставлять визначення раціональної потужності та енергоємності бортового ємнісного накопичувача енергії (ЄНЕ) з використанням комплексного підходу оцінки параметрів, в основу якого покладено методи теоретичних досліджень. Методика. Виконано порівняльний аналіз наявних методологій та підходів до визначення параметрів бортових ємнісних накопичувачів для поїзда метрополітену із системами рекуперації, сформульовано переваги й недоліки кожного з них. Установлено, що серед цих методологій найбільш доцільно використовувати комплексний підхід, суть якого полягає у визначенні раціональної потужності та енергоємності одразу за двома параметрами системи накопичення – масою та терміном окупності. Запропоновано процедуру для визначення раціональних параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії з використанням таких методів досліджень: теоретичних основ електричної тяги, математичного моделювання динаміки руху та енергетичних процесів, математичної статистики, техніко-економічного та порівняльного аналізів. Результати. Проведений комплекс теоретичних досліджень лозволяє підтвердити економічну доцільність упровадження бортових ємнісних накопичувачів енергії на поїзді метрополітену. Визначено систему накопичення з раціональними параметрами ЄНЕ для заданих умов експлуатації в комунальному підприємстві «Київський метрополітен» та для обраного дослідного поїзда метрополітену. Оцінено кількість заощадженої електроенергії за рахунок упровадження такої системи. Наукова новизна. Удосконалено методологію визначення раціональних параметрів бортового ємнісного накопичувача енергії в частині заміни використання даних експериментальних досліджень теоретичними дослідженнями, суть яких полягає в моделюванні руху поїзда метрополітену із системами рекуперації за допомогою програмного забезпечення, що дозволить зменшити фінансові витрати, час на виконання досліджень та підвищить їх точність. Отримали подальший розвиток дослідження з визначення кількісних показників електроенергії рекуперації для аналізу резервів енергозбереження в метрополітені. Практична значимість. Результати теоретичних досліджень можуть стати основою для створення натурних зразків поїздів метрополітену з бортовими ємнісними накопичувачами енергії. Проведені дослідження дозволять створити рекомендації щодо проєктування інноваційних енергоощадних поїздів метрополітену з поліпшеними техніко-економічними характеристиками, які здатні підвищити ефективність функціонування перевізного процесу в метрополітені.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: