Губський П. В. Підвищення енергетичної ефективності системи тягового електропостачання постійного струму при швидкісному русі

Дисертація присвячена вирішенню актуального науково-прикладного завдання - підвищення енергетичної ефективності систем тягового електропостачання постійного струму шляхом розробки наукових принципів побудови систем розподіленого живлення, які максимально вписуються в існуючу інфраструктуру для забезпечення швидкісного руху поїздів, що має істотне значення для електричного транспорту. У роботі на основі експериментальних досліджень режимів напруги та потужності в системі тягового електропостачання постійного струму встановлено, що класичні системи централізованого живлення не дозволяють повною мірою забезпечити необхідні умови для впровадження швидкісного руху на існуючих лініях. Вперше розроблено концепцію побудови енергоефективних систем розподіленого живлення. Зокрема, запропоновано здійснювати перехід від системи централізованого живлення до розподіленої системи зі збереженням існуючої інфраструктури живлення тягової мережі: розташування тягових підстанцій на місці існуючих, а одноагрегатних підстанцій - на постах секціонування. При цьому набув подальшого розвитку метод розрахунку миттєвих схем систем тягового електропостачання на базі функцій опору в частині розрахунку потужності тягових підстанцій, необхідної для забезпечення режиму сталого споживання потужності при русі електрорухомого складу із заданим рівнем втрат напруги. Встановлено доцільність застосування двох перетворювальних агрегатів загальною потужністю 10 МВт, а для одноагрегатної підстанції - 5 МВт. Створено математичну модель зміни струму й напруги в тягової мережі з використанням нелінійного рекурентного аналізу, що дозволяє оцінити якість процесів електроспоживання та області стійкої роботи системи тягового електропостачання. Структура моделі дозволяє виявити приховані складові процесу. Набув подальшого розвитку метод забезпечення стійкості роботи систем тягового електропостачання постійного струму в частині використання нелінійного регулятора напруги. Доведено, що регулятор з нелінійним законом управління має кращу робастність, а зона стабілізації напруги в тяговій мережі при застосуванні нелінійного регулятора в 3-4 рази ширша, порівняно з використанням лінійного регулятора. Реалізація системи розподіленого живлення дозволяє щорічно економити на дослідній ділянці 2,879 млн грн за рахунок зменшення вартості втрат електричної енергії в системі електропостачання.