Rational Distribution of Excess Regenerative Energy in Electric Transport Systems on the Basis of Fuzzy Logic Application
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Warsaw University of Technology, Poland
Abstract
ENG: To develop the fuzzy model of distribution of excess regenerative energy in traction and external power supply systems allowing to exercise effective operation of the power equipment. For effective distribution of excess regenerative energy in systems of electric transport, as well as for systems equipped with stationary stores of energy and inverting traction substations with regulators of output voltage it is necessary to solve a number of the problems with high degree of uncertainty demanding taking into account a set of random factors such as the modes of power lines and traction loadings. These factors have to be considered in operation for choosing the rational modes of energy stores, inverters and regulators of voltage on buses of substations to provide the rational conditions for energy regeneration on electric transport. The control system of energy storage devices, inverters and traction substation output voltage regulators, designed on the basis of fuzzy logic, can provide the necessary conditions for the regeneration on electric transport on sections with a shortage of traction power consumption and allows to optimize the distribution of excess braking energy of transport vehicles. It is achieved by determining the rational relationship between the components of the excess current of regeneration in real time, which can ensure a minimum of power losses of regenerative energy in traction and external power supply systems. The use of the developed approach is effective under the conditions of incomplete information received by measurement systems and on the basis of additional studies it can allow to minimize rated capacity of stores, inverters and traction substation output voltage regulators that could reduce the costs of modernization of existing sections and electrification of new electric transport systems.
UKR: Розроблено нечітку модель розподілу надлишкової регенеративної енергії в системах тягового та зовнішнього електропостачання, що дозволяють здійснювати ефективну роботу енергетичного обладнання. Для ефективного розподілу надлишкової регенеративної енергії в системах електротранспорту, а також для систем, обладнаних стаціонарними накопичувачами енергії та інвертуючими тяговими підстанціями з регуляторами вихідної напруги, необхідно вирішити ряд проблем з високою ступенем невизначеності. Ці фактори слід враховувати при роботі для вибору раціональних режимів запасу енергії, інверторів та регуляторів напруги на шинах тягових підстанцій для забезпечення раціональних умов регенерації енергії на електричному транспорті. Система керування пристроями для зберігання енергії, інверторами та регуляторами вихідної напруги тягових підстанцій, розроблена на основі нечіткої логіки, може забезпечити необхідні умови для регенерації на електричному транспорті на ділянках з дефіцитом споживання електроенергії на тяговій підстанції та дозволяє оптимізувати розподіл надлишкової гальмівної енергії транспортних засобів. Це досягається шляхом визначення раціонального зв'язку між компонентами надлишкового потоку регенерації в реальному часі, що дозволяє забезпечити мінімум втрат потужності регенеративної енергії в системах зчеплення та зовнішнього електропостачання. Використання розробленого підходу ефективне в умовах неповної інформації, отриманої вимірювальними системами, і на підставі додаткових досліджень вона дозволяє мінімізувати номінальну потужність регуляторів вихідної напруги магазинів, інверторів та тягових підстанцій, що може зменшити витрати на модернізацію існуючих ділянок та електрифікацію нових систем електричного транспорту.
RUS: Разработана нечеткая модель распределения избыточной регенеративной энергии в системах тягового и внешнего электроснабжения, позволяющие осуществлять эффективную работу энергетического оборудования. Для эффективного распределения избыточной регенеративной энергии в системах электротранспорта, а также для систем, оборудованных стационарными накопителями энергии и инвертирующий тяговыми подстанциями с регуляторами выходного напряжения, необходимо решить ряд проблем с высокой степенью неопределенности. Эти факторы следует учитывать при работе для выбора рациональных режимов запаса энергии, инверторов и регуляторов напряжения на шинах тяговых подстанций для обеспечения рациональных условий регенерации энергии на электрическом транспорте. Система управления устройствами для хранения энергии, инверторами и регуляторами выходного напряжения тяговых подстанций, разработанная на основе нечеткой логики, может обеспечить необходимые условия для регенерации на электрическом транспорте на участках с дефицитом потребления электроэнергии на тяговой подстанции и позволяет оптимизировать распределение избыточной тормозной энергии транспортных средств. Это достигается путем определения рационального связи между компонентами избыточного потока регенерации в реальном времени, что позволяет обеспечить минимум потерь мощности регенеративной энергии в системах сцепления и внешнего электроснабжения. Использование разработанного подхода эффективно в условиях неполной информации, полученной измерительными системами, и на основании дополнительных исследований она позволяет минимизировать номинальную мощность регуляторов выходного напряжения магазинов, инверторов и тяговых подстанций, что может уменьшить затраты на модернизацию существующих участков и электрификацию новых систем электрического транспорта.
UKR: Розроблено нечітку модель розподілу надлишкової регенеративної енергії в системах тягового та зовнішнього електропостачання, що дозволяють здійснювати ефективну роботу енергетичного обладнання. Для ефективного розподілу надлишкової регенеративної енергії в системах електротранспорту, а також для систем, обладнаних стаціонарними накопичувачами енергії та інвертуючими тяговими підстанціями з регуляторами вихідної напруги, необхідно вирішити ряд проблем з високою ступенем невизначеності. Ці фактори слід враховувати при роботі для вибору раціональних режимів запасу енергії, інверторів та регуляторів напруги на шинах тягових підстанцій для забезпечення раціональних умов регенерації енергії на електричному транспорті. Система керування пристроями для зберігання енергії, інверторами та регуляторами вихідної напруги тягових підстанцій, розроблена на основі нечіткої логіки, може забезпечити необхідні умови для регенерації на електричному транспорті на ділянках з дефіцитом споживання електроенергії на тяговій підстанції та дозволяє оптимізувати розподіл надлишкової гальмівної енергії транспортних засобів. Це досягається шляхом визначення раціонального зв'язку між компонентами надлишкового потоку регенерації в реальному часі, що дозволяє забезпечити мінімум втрат потужності регенеративної енергії в системах зчеплення та зовнішнього електропостачання. Використання розробленого підходу ефективне в умовах неповної інформації, отриманої вимірювальними системами, і на підставі додаткових досліджень вона дозволяє мінімізувати номінальну потужність регуляторів вихідної напруги магазинів, інверторів та тягових підстанцій, що може зменшити витрати на модернізацію існуючих ділянок та електрифікацію нових систем електричного транспорту.
RUS: Разработана нечеткая модель распределения избыточной регенеративной энергии в системах тягового и внешнего электроснабжения, позволяющие осуществлять эффективную работу энергетического оборудования. Для эффективного распределения избыточной регенеративной энергии в системах электротранспорта, а также для систем, оборудованных стационарными накопителями энергии и инвертирующий тяговыми подстанциями с регуляторами выходного напряжения, необходимо решить ряд проблем с высокой степенью неопределенности. Эти факторы следует учитывать при работе для выбора рациональных режимов запаса энергии, инверторов и регуляторов напряжения на шинах тяговых подстанций для обеспечения рациональных условий регенерации энергии на электрическом транспорте. Система управления устройствами для хранения энергии, инверторами и регуляторами выходного напряжения тяговых подстанций, разработанная на основе нечеткой логики, может обеспечить необходимые условия для регенерации на электрическом транспорте на участках с дефицитом потребления электроэнергии на тяговой подстанции и позволяет оптимизировать распределение избыточной тормозной энергии транспортных средств. Это достигается путем определения рационального связи между компонентами избыточного потока регенерации в реальном времени, что позволяет обеспечить минимум потерь мощности регенеративной энергии в системах сцепления и внешнего электроснабжения. Использование разработанного подхода эффективно в условиях неполной информации, полученной измерительными системами, и на основании дополнительных исследований она позволяет минимизировать номинальную мощность регуляторов выходного напряжения магазинов, инверторов и тяговых подстанций, что может уменьшить затраты на модернизацию существующих участков и электрификацию новых систем электрического транспорта.
Description
V. Kuznetsov: ORCID 0000-0003-4165-1056; V. Shynkarenko: ORCID 0000-0001-8738-7225; О. Sablin: ORCID 0000-0001-6784-648X; A. Ivanov: ORCID 0000-0003-1259-6377
Keywords
recovery, the system energy consumption, electricity, traffic, fuzzy logic, рекуперація, система обліку енергії, електроспоживання, електропостачання, розміри руху, нечітка логіка, рекуперация, система учета энергии, электропотребление, электроснабжение, размеры движения, нечеткая логика, КІСЕ, КІТ, КБЖД
Citation
Rational Distribution of Excess Regenerative Energy in Electric Transport Systems on the Basis of Fuzzy Logic Application / O. Sablin, V. Kuznetsov, V. Shynkarenko, O. Ivanov // Archives of Transport. – 2017. – Vol. 42, Iss. 2. – P. 53–63. – DOI: 10.5604/01.3001.0010.0527.