Объёмы рекуперативной энергии трамваев и троллейбусов

АКТУАЛЬНОСТЬ. Существенный потенциал увеличения энергоэффективности городского электрифицированного транспорта содержится в возможности повторного полезного применения на выполнение транспортной работы части энергии, затрачиваемой на тягу подвижного состава, рекуперированной при торможении. Экономическое обоснование имеющихся способов утилизации рекуперированной электроэнергии зависит от её объёмов в целом и имеющейся при стандартных технических параметрах и условиях движения подвижного состава избыточной её составляющей, рассеиваемой на тормозных резисторах в виде тепла в атмосферу. Теоретические симуляционные компьютерно математические модели расчёта рекуперированной энергии пока ещё не принимают во внимание все ключевые параметры реальных процессов в электрической подсистеме горэлектротранспорта. ЦЕЛЬЮ исследования было проведение инструментального измерения потоков энергии для различных групп электропотребляющего оборудования подвижного состава ГЭТа, а также рекуперативной энергии – полезной и избыточной. МЕТОДЫ. Натурные эксперименты, электротехнические расчёты, сравнительный анализ. РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе исследования были проведены инструментальные замеры потребления и рекуперации энергии в реальной работе трамваев и троллейбусов. Кроме того, проведены сравнения с результатами других отечественных и зарубежных измерений. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Получены показатели объёмов энергии рекуперации и их зависимости от типа и характеристик подвижного состава и погодных условий. Выявлены предельные значения доли полной энергии рекуперации от тягового энергопотребления: для трамваев – порядка половины и для троллейбусов – до трети.

1. Capasso A., Ceraolo M., Lamedica R., Lutzemberger G., Ruvio A. Modelling and Simulation of Tramway Transportation Systems. In: Journal of Advanced Transportation. Vol. 2019. Article ID 4076865, 8 pages, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/4076865.

2. Hubka L., Školník P. Tram Simulation Model for Energy Balance Analyses. In: 2017 21st International Conference on Process Control (PC) / June 6–9, 2017, Štrbské Pleso, Slovakia.

3. Odijk M.A. A constraint generation algorithm for the construction of periodic railway timetables. Transportation Research. Part B: Methodological. Vol. 30, № 6, 1996. Pp. 455–464.

4. González-Gil A., Palacin R., Batty P. Energy Conversion and Management. In: Sustainable urban rail systems: Strategies and technologies for optimal management of regenerative braking energy. Vol. 75, November 2013, Pp. 374-388. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.06.039.

5. Adinolfi A., Lamedica R., Modesto C., Prudenzi A., Vimercati S. Experimental assessment of energy saving due to trains regenerative braking in an electrified subway line. IEEE Transactions on Power Delivery. Vol. 13, № 4, 1998. Pp. 1536–1542.

6. Zheng Y., Ma Z., Liu N., Jin W. Study on Energy-Saving Optimization of Urban Rail Transit Train Timetable under Regenerative Braking. Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2022. Article ID 5590736, 10 pages. https://doi.org/10.1155/2022/5590736.

7. Штанг А. А. Повышение эффективности электротранспортных систем на основе использования накопителей энергии: специальность 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы»: диссертация ... кандидата технических наук: НГТУ. Новосибирск. 2006. — 233 с.

8. Кацай А.В., Бизяев А.А., Козаревич В.А. Сравнение параметров работы маховичного накопителя в контактной сети трамвая в холодные и тёплые сезоны транспортной работы // Вестник МЭИ. Энергетика и электротехника. №2, 2023. С. 37-44.

9. Possibilities of energy demand reduction in trolleybus transportation. Faculty of Electrical Engineering and Communication Brno University of Technology, Department of Power Electrical and Electronic Engineering. Brno. 2014. 91 р.

10. Siemionek E., Dziubiński M., Adamiec M., Kołodziej S. Analiza i symulacja zużycia energii przez trolejbus. In: Autobusy: Technika, Eksploatacja, Sistemy Transportowe. 2017. Vol. 10. Pp. 1315-1318.

11. Siemionek E. Analysis of trolleybus energy consumption. In: Adv. Sci. Technol. Res. J. 2013; №7(18). Pp. 81-84. DOI: https://doi.org/10.5604/20804075.1051261.

12. Ребров С.А. Расход электроэнергии на движение троллейбусов. — Киев: книжная фабрика "Октябрь" Министерства культуры УССР, 1958. — 100 с.

13. Построение системы увеличенного автономного хода с ограничением потребляемого тока из контактной сети / В. А. Шаряков, О. Л. Шарякова, К. В. Шаряков, В. А. Лебедева // Бюллетень результатов научных исследований. – 2023. – № 4. – С. 146-157. – DOI 10.20295/2223-9987-2023-4-146-157. – EDN DUIIXI.

14. Ярославцев М. В. Влияние потребления собственных нужд на возврат энергии в тяговую сеть троллейбуса при рекуперативном торможении // Наука. Технологии. Инновации : Сборник научных трудов в 9 частях, Новосибирск, 05–09 декабря 2016 года / под ред. Е.Г. Гуровой. Том Часть 5. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2016. – С. 255-256. – EDN XGPAPF.

15. Кацай А. В., Шевлюгин М. В. Утилизация избыточной рекуперации в контактной сети электротранспорта при зарядке стационарного накопителя // Электрические системы и комплексы. 2023. №1(58).С. 10-20.