Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета



Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета
Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета

 


Владельцы патента RU 2559408:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) (RU)

Изобретение относится к области электроснабжения электроподвижного состава железнодорожного транспорта. В способе измеряют информационно-измерительным комплексом на борту электроподвижного состава приращения расхода и рекуперации электрической энергии. Измеряют географические координаты местоположения состава с заданным интервалом и привязкой к глобальному времени. На сервере сбора и обработки данных верхнего уровня определяют значение расхода и значение рекуперации путем арифметического сложения приращений расхода wi' и приращений рекуперации wi'' электрической энергии j-м электроподвижным составом, зафиксированных в расчетном периоде T в границах k-й зоны учета. Расход и рекуперация электрической энергии в границах k-й зоны учета всеми единицами электроподвижного состава за период T определяется по формулам:

Технический результат изобретения заключается в реализации возможности определения абсолютных и удельных значений расхода и рекуперации электрической энергии электроподвижным составом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электроподвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к системам учета электрической энергии, в частности к способу определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольного участка железной дороги.

Целью изобретения является реализация возможности определения абсолютных и удельных значений расхода и рекуперации электрической энергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета за произвольный период времени.

Электроподвижной состав не является стационарным потребителем электрической энергии и по ходу своего движения может пересекать границы различных учетных зон (железных дорог, тарифных зон, межподстанционных зон и др.). Корректное разделение электроэнергии, потребляемой электроподвижным составом, между различными зонами учета всегда являлось актуальной проблемой ОАО «РЖД», в частности при установлении порядка взаиморасчетов за электрическую энергию на тягу поездов между соседними железными дорогами (в том числе зарубежными) в условиях взаимозаездов локомотивных бригад. Выделение частного электроподвижного состава на путях общего пользования ОАО «РЖД» потребовало разработки механизма определения расхода электроэнергии на тягу поездов в границах различных тарифных зон, для возможности расчета платы за электроэнергию, предъявляемой частным перевозочным компаниям. Кроме того, для оценки эффективности эксплуатации системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава и разработки мероприятий для ее повышения необходима возможность определения и контроля расхода электрической энергии, потребляемой электроподвижным составом, в границах межподстанционных зон и прочих произвольных зон учета.

В настоящее время известен и применяется на железных дорогах метод определения расхода электрической энергии электроподвижным составом по показаниям приборов учета в целом за поездку и распределения его между различными зонами учета на основании расчета [1]. Суть способа заключается в распределении электроэнергии по поездке между соседними зонами пропорционально объемам выполненной тонно-километровой работы в границах каждой из этих зон, т.е. фактически пропорционально расстояниям от начальной и конечной точек маршрута до границы железных дорог (тарифных зон).

Недостатком данного способа является расчетный метод распределения расхода электроэнергии между различными зонами, который не учитывает влияние профиля пути участка, остановок в пути следования и прочих факторов, связанных с режимами ведения поезда.

Существует похожий способ, при котором разделение электрической энергии между соседними зонами осуществляется пропорционально экспериментально определенным коэффициентам распределения электроэнергии на участках работы локомотивных бригад [2]. Данный способ в сравнении с вышеприведенным имеет более высокую точность, однако его недостатком является слабая универсальность, т.к. каждый раз при изменении объемов перевозочной работы или границ зон учета требуется экспериментальное определение новых коэффициентов распределения.

Известен также способ определения расхода в границах различных зон учета с помощью системы коммерческого учета электроэнергии, потребляемой тяговым подвижным составом [3]. Способ основан на применении источников реперного сигнала, размещенных вдоль железнодорожного полотна, при прохождении которых системой учета электроэнергии на электроподвижном составе фиксируется ее расход.

Недостатком указанного способа является необходимость размещения источников реперного сигнала вдоль железнодорожного полотна. В зависимости от поставленной задачи их количество может варьироваться от нескольких десятков (при определении расхода электроэнергии в границах железных дорог или тарифных зон) до нескольких тысяч (при определении расхода в границах межподстанционных зон, а также на тракционных путях ремонтных депо). Также способ не дает возможности определения расхода электроэнергии в границах произвольного участка.

Известен способ определения расхода электроэнергии в границах выбранного участка переменного тока путем записи расхода электроэнергии электроподвижным составом с помощью регистраторов параметров движения (РПДА) с периодичностью от 0,1 до 1 минуты с привязкой к координате пути [4]. Ордината фиксируется датчиком пройденного пути. Расход электрической энергии в той или иной зоне вычисляется путем вычитания расхода электроэнергии, зафиксированного при входе на зону, из расхода, зафиксированного на выходе из зоны учета.

К недостаткам способа относится сложность определения момента пересечения границ той или иной произвольной зоны учета, так как системой РПДА фиксируется пробег электроподвижного состава из определенной точки пути, а следовательно, для определения моментов пересечения границ зоны учета необходима информация о координатах точки начала отсчета, а также о пройденном маршруте от начала отсчета. Кроме того, точность определения ординаты пути зависит от точности задания диаметра бандажа колесных пар подвижного состава.

Прототипом предлагаемого изобретения является метод расчета расхода электрической энергии в зонах учета с использованием технических средств учета, оснащенных системами глобального позиционирования [5]. Метод основан на делении железных дорог на зоны учета, как минимальной территориальной единицы, и определении специализированными средствами учета на электроподвижном составе расхода электрической энергии в границах этих зон. При движении электроподвижного состава через зоны учета в техническом средстве учета формируется база данных по потреблению электрической энергии в каждой зоне в отдельности и по общему потреблению электрической энергии электроподвижным составом.

Недостатком указанного способа является то, что вычисление расхода электроэнергии производится непосредственно техническим средством на электроподвижном составе в границах тех зон учета, географические координаты которых заранее определены в базе данных технического средства. Таким образом, при изменении границ зон учета или ввода дополнительных зон учета возникает необходимость перепрограммирования средств учета электроэнергии на всем электроподвижном составе. Кроме того, расход электрической энергии в каждой зоне определяется с учетом энергии рекуперации, а не раздельно, что не позволяет выполнять детальный анализ эффективности применения рекуперативного торможения в той или иной зоне учета.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в:

- снижении трудоемкости определения расхода и рекуперации электроэнергии электроподвижным составом в границах зон учета за счет сокращения операций при задании границ зон учета электрической энергии;

- расширении возможностей анализа расхода и рекуперации за счет их раздельного определения в границах зоны учета;

- повышении гибкости способа за счет возможности определения расхода электроэнергии за любой период времени в любых произвольных границах без необходимости перепрограммирования средств учета электрической энергии на электроподвижном составе;

- возможности использования технических средств учета электроэнергии на электроподвижном составе без применения сложных вычислительных алгоритмов ее расхода в границах зон учета.

Отличиями от ранее известных способов определения потерь являются:

задание границ зон учета электрической энергии на сервере сбора и обработки данных верхнего уровня; раздельное определение расхода и рекуперации электрической энергии в границах зоны учета.

На фиг.1 представлена схема прохождения электроподвижного состава 1 через k-e зоны учета электроэнергии 2. По ходу движения информационно-измерительным комплексом 3 [6] на электроподвижном составе в каждый момент времени ti с интервалом Δt осуществляется измерение приращения расхода ( w i ' ) и рекуперации

( w i " ) электроэнергии электроподвижным составом, а также географических координат его местоположения (широты - φi и долготы - λi). Все измеренные значения сохраняются в энергонезависимой памяти измерительного-информационного комплекса с метками времени.

На фиг.2 изображена схема передачи данных с борта электроподвижного состава на сервер сбора и обработки данных верхнего уровня. Информационно-измерительный комплекс 2 на электроподвижном составе 1 включает модуль GPS/ГЛОНАСС с антенной 3, принимающий информацию о географическом положении со спутника 11, а также модуль беспроводной связи с радиоантенной 4. Передача данных с борта электроподвижного состава на сервер сбора данных нижнего уровня 7 осуществляется по радиоканалу 6 в зоне покрытия точки доступа беспроводной связи 5, которые размещаются в локомотивных (мотор-вагонных) депо или пунктах оборота локомотивных бригад 8. Далее информация по волоконно-оптической линии связи 9 передается на сервер сбора и обработки данных верхнего уровня 10.

На сервере верхнего уровня осуществляется сбор информации со всех единиц электроподвижного состава и ее обработка по алгоритму, приведенному на фиг.3, где k - порядковый номер зоны учета электроэнергии; Фk и Λk - множество географических координат, принадлежащих k-й зоне учета; Т - расчетный период времени, ограниченный моментами времени t1 и t2; W K T ' и W K T " - расход и рекуперация электрической энергии в k-й зоне учета за расчетный период Т; W K T j ' и W K T j " - расход и рекуперация электрической энергии j-м электроподвижным составом в k-й зоне учета за расчетный период Т.

Расход и рекуперация электрической энергии всем электроподвижным составом в границах k-й зоны учета за расчетный период Т определяются по выражениям:

В качестве границ зоны учета электрической энергии могут приниматься границы железной дороги, тарифной зоны, дистанции электроснабжения, межподстанционной зоны, участка работы локомотивных бригад, тракционных путей ремонтного локомотивного или мотор-вагонного депо, а также любого произвольного участка железной дороги.

Изобретение направлено на снижение трудоемкости расчета и расширение возможностей анализа расхода и рекуперации электроэнергии электроподвижным составом в границах железной дороги, тарифной зоны, межподстанционной зоны, участка работы локомотивных бригад, на тракционных путях ремонтных локомотивных и мотор-вагонных депо и других произвольных зонах для осуществления взаиморасчетов за электроэнергию на тягу поездов между соседними железными дорогами в условиях взаимозаездов локомотивных бригад, для возможности предъявления платы за электроэнергию частным перевозчикам, эксплуатирующим свой тяговых подвижной состав на путях общего пользования ОАО «РЖД», для оценки эффективности работы системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава в границах произвольных участков и разработки мероприятий по ее повышению, для определения электропотребления на тракционных путях ремонтных локомотивных депо при осуществлении взаиморасчетов за электрическую энергию с ремонтными организациями.

Библиографический список

1. Черемисин В.Т., Зверев А.Г. Методика расчета удельного расхода и «небаланса» электрической энергии на тягу поездов в границах участков железной дороги // Труды всероссийской науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы Транссиба на рубеже веков» / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2000. Т.2. С.107-114.

2. Ушаков С.Ю. Повышение достоверности определения расхода электрической энергии на тягу поездов при учете влияния взаимозаездов локомотивных бригад / С.Ю. Ушаков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Спец. выпуск. Перспективы и направления развития транспортной системы / Самарский научный центр РАН. Самара, 2007. С.234-237.

3. Пат. на изобретение 2427916 РФ. МПК G06Q 90/00, B60L 3/00. Система коммерческого учета электроэнергии, потребляемой тяговым подвижным составом / А.В. Кузнецов, В.И. Уманский, С.К. Басыров, Л.Н. Рачек, Д.Г. Кузнецов, И.Н. Розенберг, Е.Н. Розенберг (РФ) - №2010115349/08; Заявлено 19.04.2010; Опубл. 27.08.2011. Бюл. №24.

4. Пат. на изобретение 2267410 РФ. МПК B60L 3/00, G01R 21/06. Способ определения технологических потерь электроэнергии в тяговой сети переменного тока / М.Д. Рабинович, Н.А. Петров, А.В. Кузнецов, В.В. Кузнецов, Б.Д. Никифоров, Е.Л. Емельяненкова (РФ) - №2004118637/11; Заявлено 22.06.2004; Опубл. 10.01.2006. Бюл. №01.

5. Хряков А.А. Расчет расхода электрической энергии в зонах учета электрической тяги постоянного тока с использованием новых технических средств / А.А. Хряков // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. №2(6). С.42-45.

6. Пат. на полезную модель 97829 РФ, МПК G01R 11/54. Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока / В.Т. Черемисин, С.С. Грицутенко, М.М. Никифоров, С.Н. Чижма, А.А. Хряков. (РФ) - №2010118148/28; Заявлено 05.05.2010; Опубл. 20.09.2010. Бюл. №26.

1. Способ определения расхода электроэнергии электроподвижным составом в границах произвольной зоны учета, заключающийся в измерении специальным информационно-измерительным комплексом на борту электроподвижного состава приращений расхода и рекуперации электрической энергии и географических координат его местоположения с заданным интервалом и привязкой к глобальному времени, на основании которых на сервере сбора и обработки данных верхнего уровня путем арифметического сложения приращений расхода (рекуперации ) электрической энергии j-м электроподвижным составом, зафиксированных в расчетном периоде Т в границах k-й зоны учета, определяется значение расхода (рекуперации) электрической энергии j-м электроподвижным составом в границах расчетной зоны учета, расход и рекуперация электрической энергии в границах k-й зоны учета всеми j-ми единицами электроподвижного состава за период Т определяются по формулам:

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что задание границ зон учета электрической энергии производится на сервере сбора и обработки данных верхнего уровня, а не на электроподвижном составе, а также раздельным определением расхода и рекуперации электрической энергии в границах зоны учета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам определения автокорреляционной функции электрического сигнала. Контролируемый интервал временной переменной автокорреляционной функции, включающий автокорреляционную функцию, разбивают на малые элементы разрешения, присваивают элементам разрешения номера от -К до K, где K - число элементов разрешения на положительном и отрицательном участках оси временной переменной, для каждого элемента разрешения формируют весовую функцию wk(ω)=θe-jωkθ, где k - номер элемента разрешения, ω - круговая частота, j - комплексная единица, задают фиксированный набор частот, удобных для измерения на них спектральной плотности мощности, формируют весовую матрицу W из весовых функций на заданном наборе частот, измеряют значения спектральной плотности мощности на этих частотах и объединяют их в вектор измерений s → , составляют уравнение измерений s → = W r → T + n → , где r → = [ ρ ( − K θ ) … ρ ( − θ ) ρ ( 0 ) ρ ( θ ) … ρ ( K θ ) ] T - вектор корреляций, ρ(kθ) - значение автокорреляционной функции анализируемого сигнала на элементе разрешения с номером k, n → - вектор ошибок измерений спектральной плотности, определяют автокорреляционную функцию из уравнения измерений в форме оценки вектора корреляций.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии и мощности переменного тока, а также силы тока и углов сдвига фазы между двумя или большим количеством сигналов.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при измерении электрической энергии. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике сбора и обработки данных от счетчиков электрической энергии и мощности, и может быть использовано для передачи накопленных и расчетных данных по коммуникационным каналам в центр сбора информации.

Изобретение относится к области систем обработки информации и электротехники и может быть использовано для замены действительной несинусоидальной кривой тока, содержащей высшие гармоники, эквивалентной синусоидой.

Изобретение относится к области измерительной техники и применяется для учета различного вида коммунальных услуг. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения активной мощности выделяемой на нагрузке в электрических сетях переменного тока. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении автоматизированных систем контроля за электроэнергией в многоканальной сети.

Изобретение относится к области измерения потребления электроэнергии. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроизмерительной технике, в цепях переменного тока для целей учета потребления энергии и отпуска ее в заранее заданном количестве.

Изобретение относится к бесконтактному зарядному устройству. Бесконтактное зарядное устройство содержит устройство приема мощности, содержащее катушку; аккумулятор; модуль определения состояния заряда аккумулятора; модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда; модуль управления зарядом для управления мощностью процесса заряда для аккумулятора и дисплей для отображения допустимого диапазона для процесса заряда.

Изобретение относится к устройствам диагностирования и контроля, а именно к диагностированию аккумулятора транспортного средства. Устройство диагностики аккумулятора транспортного средства, которое диагностирует статистику состояния использования аккумуляторной батареи, и, которое представляет меру подавления ухудшения характеристик аккумулятора.

Изобретение относится к работе гибридного транспортного средства. В способе управления работой гибридного транспортного средства при неисправности энергетической системы высокое напряжение преобразуют в низкое напряжение для питания по меньшей мере одного блока управления гибридного транспортного средства.

Изобретение относится к области систем измерения высоковольтных сигналов для тягового подвижного состава. Система включает в себя высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, первый, второй и третий измерительные преобразователи, блок питания, киловольтметр, первый и второй амперметры.

Изобретение относится к управлению гибридным транспортным средством. Система управления гибридным транспортным средством содержит модуль определения напряжения аккумулятора; модуль управления напряжением в рамках диапазона заданного предельного напряжения; модуль управления мощностью, который вычисляет второе значение мощности, доступное стабильно от текущего времени в течение предварительно определенного времени, на основе состояний аккумулятора и в соответствии с результатами вычисления управляет выводом аккумулятора.

Изобретение относится к устройствам передачи мощности в электромобилях. Устройство передачи мощности для транспортного средства содержит электродвигатель с валом ротора и статор с электромагнитной катушкой; инвертор, генерирующий переменный ток и соединенный с катушкой; редуктор с входным валом, выходным валом и шестернями.

Система управления зарядной емкостью для батареи, предоставленной на транспортном средстве с электрическим двигателем в качестве источника приведения в движение, включает в себя: модуль оценки изношенного состояния, который оценивает изношенное состояние батареи, модуль установки зон, который устанавливает зарядную емкость, когда батарея может использоваться во множестве зон в соответствии с изношенным состоянием батареи, модуль вычисления заряженного состояния, который вычисляет заряженное состояние батареи; модуль определения зоны, который определяет, к какой зоне из множества зон, установленных модулем установки зон, относится заряженное состояние батареи и модуль предписания управления, который предписывает выполнение управления в связи с зарядкой или разрядкой батареи в соответствии с зоной, которая определена модулем определения зоны.

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение системы распределения электроэнергии, снижение общей массы и габаритов оборудования, а также уменьшение мощности потерь при сохранении необходимых уровней и параметров качества электроэнергии.

Модульная единая корабельная электроэнергетическая система МЕ ЭЭС содержит единый источник электроэнергии, главный распределительный щит, распределительные щиты сети общесудовых приемников и сети приемников гребной установки.

Изобретение относится к приему и передаче электрической мощности на транспортное средство. Устройство приема электрической мощности для транспортного средства содержит модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом; узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности. Устройство управления управляет узлом связи и уведомляет пассажира относительно результата определения в отношении желательности бесконтактного заряда, определение по которой выполнено на основе упомянутой информации. Изобретение также относится к устройству передачи электрической мощности, аналогично вышеуказанному устройству приема мощности и к системе бесконтактной передачи/приема электрической мощности, содержащей вышеупомянутые устройство приема и устройство передачи мощности. Решение направлено на расширение функциональных возможностей. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 24 ил.
Наверх