Cистема рекуперации энергии торможения электропоездов для энергоэффективности, экологичности и усиления тяговых сетей в метро..

Мировой опыт и результаты уже проведенных работ подтверждают возможность снижения затрат энергии на тягу поездов в Московском метрополитене на 35% (около 2.5 млрд. руб. в год) за счет рекуперации энергии торможения (СРЭ) электропоездов. Столь высокие показатели достижимы при условии, что весь подвижной состав и все тяговые подстанции будут поддерживать режим рекуперативного торможения.

Положительный эффект от внедрения СРЭ в Московском метрополитене позволит не только экономить электроэнергию и улучшить экологическую обстановку в метрополитене, но и усилит тяговые сети без строительства новых тяговых подстанций или увеличения установленной мощности существующих подстанций, что является эффективным решением проблемы увеличения пассажиропотоков в метрополитене. Основой такой СРЭ являются гибридные накопители (суперконденсатор + титанатовый аккумулятор). Проект может быть распространен и на железные дороги. Основной партнер инициаторов проекта - китайская корпорация транспортного машиностроения CRRC (капитализация $150 млрд.)__________________________________________________________________________._______.dok.doc__________________________________________________________________________._______.dok.doc Проект Системы рекуперации для энергоэффективности иусиления тяговой сети. Метро.dok.doc, с которой инициаторов связывает многолетнее плодотворное сотрудничество.

Рейтинг проекта +1

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

В чем нуждается проект

Инвестиции, административный, информационный ресурсы.

Комментарии

Александр Кацай

А как вы оцените результативность уже реализованного Московским метрополитеном проекта по внедрению отечественного накопителя энергии на суперконденсаторах на две тяговых подстанции Филёвской линии? Они были установлены ещё в 2013 году и, вроде бы, работают до сих пор. Чем китайский накопитель в лучшую сторону отличается?

Берик Байшурин

К сожалению эти накопители уже давно не работают, а компания, их установившая, обанкротилась. Результаты опытной эксплуатации накопителей оказались значительно хуже ожидаемых. Возможно это произошло потому, что накопители были подключены к тяговой сети "напрямую", а не через специальный силовой коммутатор. Силовой коммутатор, снабженный соответствующей системой управления, обеспечивает подключение накопителя к тяговой сети для заряда только в момент рекуперативного торможения, находящегося вблизи накопителя поезда или для разряда только в момент ускорения находящегося вблизи накопителя поезда. При этом обеспечивается максимально глубокий разряд при постоянном уровне напряжения на выходе коммутатора. Накопитель, подключенный "напрямую" к тяговой сети, работает как емкостной фильтр огромной емкости, повышающий среднее выпрямленное напряжение практически до амплитудного значения. А поскольку все тяговые подстанции одной линии по постоянному току подключены параллельно, то возникают переток мощности от подстанции с накопителем к подстанциям без накопителей. Соответственно увеличивается потребление электроэнергии подстанции с накопителем. Мы предлагаем гибридный накопитель - суперконденсатор+титанатовый аккумулятор. Суперконденсатор обеспечивает рекуперацию,а титанатовый аккумулятор за счет энергии торможения и энергии полученной по ночному, льготному тарифу, сглаживает колебания потребляемой мощности в тяговой сети (макс. мощность в 10 раз больше средней мощности) и усиливает тяговую сеть на удаленных от подстанций участках.

Ответить +1 16 июля 2018 в 15:06
Александр Кацай

Спасибо за ответ. Известно, вроде бы, что те суперконденсаторные накопители также работали через коммутатор по уставкам (на приём и выдачу). Т.е. работали по наличию рекуперирующего и потребляющего состава вблизи". Проблема там была в выдаче требуемой мощности с суперконденсаторов, она была недостаточной. Правильно ли я понимаю, что вы решаете эту проблему применением дополнительных накопителей в виде литий-титанатных аккумуляторов, т.е. добавляете мощность выдачи от них?

Берик Байшурин

Насколько можно понять (принципиальных электрических схем нам не показали) в чистом виде коммутаторов на мощных транзисторах с изолированным затвором там нет. А наличие такого коммутатора особенно необходимо при разряде. Поскольку такой коммутатор, за счет накопительной индуктивности в своем составе, позволяет разряжать суперконденсаторы до 250-300 В при постоянном уровне выходного напряжения - 950 В. Литий-титанатные аккумуляторы необходимы для усиления удаленных от тяговых подстанций участков тяговых сетей. Сейчас это очень большая проблема для подстанций в центре Москвы. Построить новые подстанции в историческом центре очень сложно и дорого, кроме того у Мосэнерго в этом месте очень мало свободных эл. мощностей

Ответить +1 16 июля 2018 в 16:19
Александр Кацай

Понял, спасибо. Получается, что суперконденсаторы устанавливаются на тяговой подстанции, а литий-титанатные аккумуляторы со своим преобразователем - на удалённых участках?

Берик Байшурин

Да. Конструктивно накопитель выполнен в габаритах 20 или 40 фут. контейнера. Устанавливается без капитального фундамента.

Ответить +2 16 июля 2018 в 16:31
Александр Кацай

Т.е. один контейнер с суперконденсаторами, а другой - с литиевыми батареями и стоят они в разных местах?

Ответить 0 16 июля 2018 в 16:39
Александр Кацай

Ясно. А какова энергоёмкость суперконденсаторного блока: общая и рабочая? Какую мощность при этом он может выдавать в контактную сеть при появлении разгоняющегося поезда на ближнем участке?

Берик Байшурин

Учитывая, что часть энергии торможения поглощают аккумуляторы, рабочая энергоёмкость суперконденсаторного блока - 10 квт ч, полная -14 квт ч. Максимальная мощность - до 2500 квт.

Ответить 0 16 июля 2018 в 17:02
Александр Кацай

Понял. Серьёзное устройство. А пиковая мощность 2,5 МВт - это входная мощность на зарядке или выходная при разрядке суперконденсаторов? Или это суммарная мощность суперконденсаторы+аккумуляторы (т.е. мощность преобразователя)? Какова средняя мощность суперконеднсаторов на полуцикле заряда и на полуцикле разряда?

Берик Байшурин

Суммарная. Хотя суперконденсаторы вполне могут выдать такую мощность.

Ответить 0 16 июля 2018 в 17:24
Александр Кацай

Мощно. А каков ресурс циклирования у суперконденсаторов и какой у литий-титанатных аккумуляторов?

Берик Байшурин

Производители суперконденсаторов декларируют несколько миллионов циклов. Многое зависит от глубины разряда, чем она меньше, тем циклов больше. У литий-титанатных аккумуляторов при глубине разряда менее 3% количество циклов больше 1 млн. Это декларация производителей. Ёмкость аккумуляторной батареи около 1000 кВт ч.

Ответить 0 16 июля 2018 в 18:00
Александр Кацай

Понятно. А такой накопитель уже где-то работает в метрополитене? Есть ли референция?

Берик Байшурин

Да, Япония, Китай. Попрошу прислать буклет. Получу - перешлю Вам.

Ответить 0 16 июля 2018 в 18:25
Берик Байшурин

Это очень перспективная тема - железные дороги, усиление тяговой сети, рекуперация; ответственные объекты( аэропорты,вокзалы, стадионы, торговые центры и т.д.) сверхбыстродействующий аварийный источник питания (дизель-генератор может и не запустится и на рабочий режим выйдет не сразу) + экономия на снижении установленной мощности+возможность подключения возобновляемых источников энергии (Солнце, ветер).

Ответить +1 16 июля 2018 в 19:18
Mikhail Pavlichenko

На железной дороге про накопители думали лет 50 назад. Рекуперация на жд не оправдала ожиданий. Для того, чтобы рекуперация происходила, нужен приемник электроэнергии, иначе инвертор опрокидывается. В настоящее время рекуперация на жд рассматривается как дополнительный тормоз, повышающий безопасность.

Ответить 0 16 июля 2018 в 22:46
Берик Байшурин

Рекуперация (повторное использование) энергии - это основа любой совершенной технической системы. Что же касается ж/д, то у высокоскоростного поезда (350 км/ч) в Китае рекуперируется до 95% энергии торможения. В тяговой сети переменного тока для рекуперации особых технических проблем нет - для энергосистемы несколько сот кВт ч энергии торможения - капля в море. Для тяговой сети постоянного тока есть вопросы по качеству инвертируемой в энергосистему энергии, но это всё решаемо. Другое дело правовые вопросы. Энергетики не в восторге от рекуперации. Предлагаемые нами накопители планируется устанавливать на ж/д между тяговыми подстанциями, что позволит, помимо рекуперации, решить проблему снижения потерь в тяговых сетях.

Ответить +1 17 июля 2018 в 00:49
Mikhail Pavlichenko

Берик! Я достаточно долго учился и работал именно на той кафедре, где рассматриваются вопросы рекуперации на железной дороге. Проблема рекуперации не так проста, как кажется. Надеюсь, что с накопителями удастся решить часть проблем.

Ответить 0 19 июля 2018 в 20:14

Добавление комментария