Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

МОСКОВСКИЙ МЕТРОПОЛИТЕН


Версия для печати
Обсудить в форуме

Ставка на гибридные технологии

В настоящее время на сети железных дорог и на городском транспорте все более активно внедряются подходы, направленные на снижение энергозатрат, в том числе, с использованием альтернативных источников энергии. Одним из лидеров этого направления является компания «Электропривод и силовая электроника» (ЭЛСИЭЛ).

О внедрении новейших разработок, перспективных направлениях работы и новых технологиях поделился первый заместитель директора ЗАО «ЭЛСИЭЛ» Антон Викторович Кузькин.

Америка
Европа
Ю-Восточная Азия
Кинетический накопитель
Электрический накопитель
Продукция отечественных производителей различного назначения находит все более широкое применение на таких ответственных объектах городской инфраструктуры, как метрополитен и наземный железнодорожный транспорт. В настоящее время, как на городском транспорте, так и на сети железных дорог страны также все более активно разрабатываются подходы, направленные на повышение энергоэффективности, в том числе, с использованием технологии гибридных энергетических систем. Что касается мировых тенденций в этой области, то за рубежом акцент делается на создание распределенной энергетической сети, в рамках которой участники свободно обмениваются излишками электроэнергии и повышают общий уровень надежности за счет многократного резервирования мощностей друг друга.

В России это направление получило свое применение с начала 2000-х годов с наступлением периода активного внедрения технологии рекуперации электроэнергии в тяговую сеть при электродинамическом торможении подвижного состава железнодорожного электротранспорта. Данная технология успешно продемонстрировала свою эффективность в части, касающейся экономии расхода электроэнергии, и стала, де факто, своего рода стандартом для всех типов электропоездов и электровозов. При этом нельзя утверждать, что технология рекуперативного возврата электроэнергии полностью решает вопрос энергоэффективности, поскольку в случае отсутствия потребителей в энергосети рекуперация приводит к значительному росту уровня напряжения. И особенно это критично для бортового электрооборудования при прохождении токораздела. В этом случае контакт с тяговой сетью прерывается и вся генерируемая мощность прикладывается к внутренним потребителям электропоезда, что негативно сказывается на жизненном цикле оборудования и может привести к его преждевременному их выходу из строя.

Применение гибридных систем с накопителями непосредственно на транспорте позволяет не только учесть обозначенную выше проблему защиты электрооборудования, но и позволит обеспечить автономность хода электропоезда на неэлектрифицированных участках инфраструктуры. Это является весьма важным обстоятельством в условиях ограничения свободных мощностей подстанций, если речь идет об отдельных районах города. Активные эксперименты в этой области проводятся среди лидеров передовых технологии по всему миру. За последние 10 лет инвестиции достигли уровня порядка 50 млн долларов и продолжают расти.

В настоящий момент существует два основных подхода к применению накопителей для поездов гибридного типа: электрический и кинетический. Кинетические накопители аккумулируют энергию во вращение маховика, который получает вращение от электромашины через вал и, при необходимости, отдает накопленную энергию через вал в режиме генератора. При этом одним из существенных недостатков является риск разрушения подшипников и элементов вращения, связанный с применением значительных вращающихся масс на транспорте в условиях постоянной вибрации и ускорений. Стационарное исполнение накопителя могло бы стать эффективным решением в условиях отсутствия механических воздействий, но тогда мы возвращаемся к исходному варианту, при котором бортовое электрооборудование подвергается критическому негативному воздействию во время прохождения токараздела при электродинамическом торможении или в режиме тяги.

Однако, благодаря интенсивному развитию технологий накопления электроэнергии, с каждым годом снижается удельная стоимость хранения заряда, растет как число циклов заряда/разряда, так и общий срок службы. Это стало своеобразным драйвером роста возможных применений электронных накопителей в разных отраслях промышленности, в том числе и на подвижном составе.

Так, например, компания «ЭЛСИЭЛ» в инициативном порядке, используя свой 25-летний опыт работы в области силовой электроники, провела разработку и изготовление промышленного образца накопителя на основе литий-ионной технологии. В процессе проведения испытаний были отработаны режимы активной баланси­ровки, контроля и управления ключевыми показателями состояния (оптимальный рабочий ток и температура) для каждой индивидуальной ячейки аккумуляторной батареи.

Дополнительно с этим были решены задачи одновременной работы нескольких накопителей параллельно с промышленной трех фазной сетью переменного тока. При этом тестируемая система обеспечивала не только синхронную и синфазную работу, но и проводила выравнивание баланса распределения нагрузки между всеми преобразователями. Гибкая архитектура построения позволяет наращивать мощность и энергоемкость накопителя под потребности без дополнительных затрат на проектирование и разработку. Параметры системы легко масштабируются с добавлением дополнительного силового модуля или блока аккумуляторной батареи. Принцип свободного конфигурирования позволяет подобрать оптимальные параметры для каждого отдельного решения при проектировании гибридных поездов, используя стандартные модули и узлы.

Но сам по себе накопитель не может быть изолированным решением на отдельном вагоне, поскольку в данном случае – выполняет свою функцию локально. При правильном построении системы все накопители должны иметь возможность объединяться, начиная с групп. Например, в рамках одного электропоезда, заканчивая глобальными распределенными энергетическими кластерами, если мы говорим обо всей инфраструктуре. Это позволит резко повысить надежность за счет обеспечения многократного резервирования всей системы электроснабжения и выровнять энергобаланс по распределению нагрузки в промышленной сети, как по мощности, так и по суточному потреблению.

Применение объединенной системы накопителей позволяет увязать всех участников энергетической сети вместе. Потребители и производители электроэнергии теперь могут обмениваться через промежуточный элемент хранения энергии. Все процессы в такой системе больше не являются хаотичными и случайными. Пере­распределение энергии можно не только контролировать, производить учет, но и направлять его в более нагруженные участки сети от более свободных. Здесь сам поезд является уникальным объектом, поскольку в общем случае тоже является накопителем, запасая энергию в виде кинетической энергии при разгоне и высвобождая ее при электродинамическом торможении. Особенностью такого условного накопителя является его мобильность, что делает его очень важным элементом в глобальной энергетической системе. А наличие собственного бортового накопителя только расширяет возможности и гибкость в поддержании оптимальных показателей энергобаланса и стабилизации всей энергетической сети.

Конечно, такой проект должен не только опираться на инициативу производителей, но и находить поддержку со стороны органов государственной власти. Учитывая наши реалии по работе в условиях санкций и ограничений, экономика любого государства предопределяет его место на политической арене. В этой связи ставка на развитие технологии является ключом к развитию всей экономики в целом. Создавая открытый спрос на высокотехнологичные и наукоемкие проекты, государство стимулирует развитие отечественных технологий и создает предпосылки для их продвижения на международном рынке в виде готовых решений, а постоянный диалог между всеми участниками обеспечит поиск оптимального пути решения любой задачи.

© Евразия Вести V 2019



V 2019

Евразия Вести V 2019

Проекты ХХI века для пассажиров метрополитена

Инфраструктурный комплекс метрополитена работает надежно

Пожарная безопасность - важнейшая составляющая работы метро

Команда у метро отличная!

Техническая политика - основа надежной и эффективной работы

Комфорт и безопасность пассажиров – приоритет в работе Московского метрополитена

Ассоциация «Метро»: сообщество профессионалов метрополитенов

Железобетонный взгляд на конструкцию пути метрополитена

Системы и комплексы диагностики инфраструктуры метрополитенов

Безопасность поездов метро должна соответствовать ГОСТу

В подготовке реального специалиста участвуют виртуальные двойники тренажеры

Новый поезд для Минского метрополитена

Внедрение эффективных решений для городского транспорта

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2019 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести