Rozwiązania techniczne w układach zasilania poprawiające efektywność energetyczną transportu szynowego

• Autorzy: Szeląg A. , Maciołek T.

Warianty tytułu

EN

Technical solutions in power systems improving energy efficiency of rail transport

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące zużycia energii przez transport zelektryfikowany. Omówiono wpływ różnych czynników decydujących o efektywności energetycznej transportu. Podkreślono rozwiązania techniczne stosowane w celu zmniejszenia zużycia energii transporcie poprzez zmniejszenie strat przesyłowych i przetwarzania, a w szczególności zwiększające wykorzystanie energii hamowania odzyskowego. Główny nacisk położony został na tematykę zastosowania falowników w podstacjach trakcyjnych w celu przesyłu nadwyżkowej energii hamowania odzyskowego do sieci prądu przemiennego. Omówiono uwarunkowania tego rozwiązania, przedstawiono wyniki przeprowadzonych w studium przypadku analiz oraz zasygnalizowano problemy, z jakimi mogą spotkać się operatorzy systemów transportu elektrycznego przy wdrażaniu tego typu rozwiązania.

EN

The article presents the issues concerning the energy consumption of electrified transport. The influence of different factors that determine the energy efficiency of transport is discussed. It is highlighted the technical solutions used to reduce transport energy consumption by reducing the transmission and processing losses, and in particular the increasing use of regenerative braking energy. The main emphasis was put on the subject of using the inverters in traction substations to transfer the surplus regenerative braking energy to the AC network. It is discusses the conditions of this solution. The results of the carried out analyzes in the case study are presented and the problems that the operators of the electric transport system may face during implementing this type of solution are signaled.

Słowa kluczowe

PL

rozwiązania techniczne; układ zasilania; efektywność energetyczna; transport szynowy; zużycie energii; transport zelektryfikowany; energia hamowania odzyskowego; straty przesyłowe; falownik

EN

technical solutions; power supply; energetic efficiency; rail transport; energy consumption; electrified transport; regenerative braking energy; transmission losses; inverter

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Pojazdy Szynowe
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Szeląg A.

• Politechnika Warszawska

autor

Maciołek T.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• 1. ABB Review. ENVILINE™ ESS Energy Storage System for DC rail transportation. ABB. edition ABB Review. SEPTA’s (Southeastern Pennsylvania Transit Authority) Wayside Energy Storage Project. ABB. Edition 06.2014
• 2. Barrero R., Tackoen X., Van Mierlo J.- Improving energy efficiency in public transport: stationary supercapacitor based energy storage systems for metro network, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), September 3-5, 2008, Harbin, China
• 3. Dolecek R., Dobrovolny M. – Traction converting substation from viewpoint of feeding interlocking plant At Czech Railways..Traction Substation, Advances in Electrical and Electronic Engineering, 2008
• 4. Durzyński Z.-Podstawy metody wyznaczania parametrów energooszczędnej jazdy pojazdów trakcyjnych na obszarach aglomeracyjnych., Pojazdy Szynowe, 3/2011, s.1-5.
• 5. Hamacek Š., Bartłomiejczyk M., Hrbáč R., Mišák S., Stýskala V. Energy recovery effectiveness in trolleybus transport. Electric Power Systems Research, Vol. 112, 2014, p. 1-11.
• 6. Henning P. H., Fuchs H. D., le Roux A. D., Mouton H.Du T. – A 1,5 MW Seven_Cell Series Stack Converter as an Active Power Filter and Regeneration Converter for a DC Traction Substation. IEEE Trans. On Power Electronics, vol. 23, no 5. Sept. 2008
• 7. Hesop All in one Energy&Cost Saver, TRANS/PRSHT/TGS.HESOP/EN/01.2014/FR -ALSTOM 2014.
• 8. Jang S., Choi C., Bae C., Song S., Won C.; Study of regeneraton Power control inverter for DC traction with active power filter ability, Industrial Electronics Society, 2005. IECON 2005. 31st Annual Conference of IEEE 6-10 Nov. 2005
• 9. Jarzębowicz L., Judek S., Karwowski K., Lipiński L., Miszewski M. - Kompleksowa analiza symulacyjna układu napędowego zespołu trakcyjnego. Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika, 108, 2011, s. 121-131.
• 10. Jefimowski W. - Analiza porównawcza zużycia energii przez pociągi dużych prędkości w zależności od stosowanego systemu zasilania. TTS Technika Transportu Szynowego 1-2/2014, s. 48-51,64
• 11. Konishi Takeshi, Tobito Masahiro - Fixed Energy Storage Technology Applied for DC. Electrified Railway (Traction Power Substation). Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion (ESARS), Bologna 2012
• 12. Maciołek T., Drążek Z. - Zasobnik energii w tramwaju zmniejszający zużycie energii. TTS Technika Transportu Szynowego 11/2004, s. 54-57.
• 13. Mellitt B., Mouneimne Y.S., Goodman C.J.Simulation study of DC transit szstems with inverting substations, Proc. IEE Pt. B, No 2, vol. 131, pp. 38-50 ,March 1984
• 14. Mierzejewski L.,Szeląg A. - Zagadnienia racjonalizacji zużycia energii elektrycznej w systemie zelektryfikowanego transportu kolejowego. TTS Technika Transportu Szynowego 8/2001, s. 39-48.
• 15. Mierzejewski L., Szeląg A.- Funkcjonowanie systemu elektroenergetyki trakcyjnej prądu stałego w warunkach eksploatacji taboru z rekuperacją energii. TTS Technika Transportu Szynowego 6/2001, s. 43-51.
• 16. Pawełczyk M.: Rozwój systemów wykorzystujących akumulację energii w transporcie szynowym. Pojazdy Szynowe 2/2011, s.14-19.
• 17. Randewijk P.J., Enslin HR J.- Inverting DC Traction Substation with Active Power Filtering Incorporated, IEEE, 1995; pp 360-366
• 18. Rawicki S. - Semi-automatic control of tram vehicle with intent to attain minimum electric energy use, Przegląd Elektrotechniczny 7/2009, pp. 159-162.
• 19. Rawicki, S. - Energooszczędne przejazdy pojazdów tramwajowych z silnikami indukcyjnymi przy zakłóceniach płynności ruchu i złożonym profilu trasy. Przegląd Elektrotechniczny 7a/2012, s. 235-241.
• 20. Suzuki T., DC-power supply system with inverting substations for traction systems using regenerative brakes. IEE Proc., vol. 129, Pt B, No 1, January 1982
• 21. Szelag A., Mierzejewski L. - Modelling and verification of simulation results in computer aided analysis of electric traction systems. International conference on computers in railways. COMPRAIL, 2000, Bologna.
• 22. Szeląg A., Maciołek T.- A 3 kV DC electric traction system modernisation for increased speed and tra-ins power demand-problems of analysis and synthesis. Przegląd Elektrotechniczny 3a/2013, pp. 21-28
• 23. Szeląg A., Mierzejewski L. - Systemy zasilania linii kolejowych dużych prędkości jazdy, TTS Technika Transportu Szynowego 11/2005,s. 80-90.
• 24. Szelag A., Mierzejewski L. -Ground Transportation Systems, Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering (1999), USA
• 25. Szeląg A., Maciołek T., Drążek Z., Patoka M. -Aspekty efektywności i energooszczędności w procesie modernizacji układów zasilania trakcji tramwajowej. Pojazdy szynowe,3/2011.s. 34-42.
• 26. Szeląg A.- Zwiększanie efektywności energetycznej transportu szynowego. TTS Technika Transportu Szynowego 12/2008, s. 12-18.
• 27. WP4: Integrating carbon reduction in decision making and key business processes. Business Cases, Procurement, Financing and Capacity-Building. Ticket to Kyoto. June 2014
• 28. Zrównoważone i inteligentne zarządzanie energią dla inteligentnych systemów kolejowych w Europie: zintegrowane podejście optymalizacyjne D1.1 Najważniejsze elementy sieci kolejowej i specyfikacja głównych podsystemów EC Contract No. FP7 –314125 Project co-funded by the European Commission within the Seven Framework Programme (2007-2013). Raport 2013 r.