Анализ влияния объединенных регуляторов потока мощности на показатели работы системы тягового электроснабжения
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 3 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
В статье исследуется влияние объединенных регуляторов потока мощности (ОРПМов) на показатели работы системы тягового электроснабжения железных дорог. Основная задача работы – оценка эффективности применения ОРПМов с двухтрансформаторной структурой для стабилизации напряжения, снижения потерь электроэнергии и повышения пропускной способности железнодорожного участка. Актуальность исследования обусловлена высокой энергоемкостью железнодорожного транспорта и необходимостью повышения пропускной способности по условиям системы тягового электроснабжения. Методология исследования включает в себя многовариантное имитационное моделирование с использованием программного комплекса SimInTech. Рассмотрены четыре схемы питания: узловая, двухсторонняя и две консольные (с разделом питания либо у тяговых подстанций, либо у поста секционирования). К рассмотрению принят ряд параметров, в числе которых уровень напряжения в контрольных точках, потери электроэнергии и неравномерность загрузки подстанций при различных межпоездных интервалах (4, 6, 8 мин) и средней тяговой нагрузке электроподвижного состава. Результаты показывают, что применение ОРПМов значительно улучшает стабильность напряжения, особенно в консольных схемах, где коэффициент вариации снижается на 55–61 %, а среднее напряжение повышается на 3000 В. Потери электроэнергии сокращаются на 14,5–24,5 %; максимальный эффект при этом достигается при высокой нагрузке и минимальных межпоездных интервалах. Однако использование ОРПМов может увеличить неравномерность загрузки подстанций до 20 %, что требует дополнительного анализа при проектировании технического решения по стабилизации напряжения на конкретном участке железной дороги. Выводы работы подчеркивают целесообразность внедрения ОРПМов в условиях высокой и неравномерной нагрузки, а также в аварийных режимах. ОРМПы демонстрируют наибольшую эффективность в консольных схемах, обеспечивая значительное улучшение энергоэффективности и пропускной способности системы тягового электроснабжения.
Короткий адрес: https://sciup.org/147255380
IDS: 147255380 | УДК: 621.331:621.3.049 | DOI: 10.14529/power260301
Analysis of the unified power flow controller's impact on traction power supply system performance indicators
The article investigates the influence of unified power flow controllers (UPFC) on the performance indicators of the railway traction power supply system. The main objective of the study is to assess the effectiveness of applying UPFC with a dual-transformer structure for voltage stabilization, reduction of electrical losses, and increased capacity of the railway section. The relevance of the study is due to the high energy intensity of railway transport and the need to increase capacity in terms of traction power supply system. The research methodology includes multivariate simulation using the SimInTech software package. Four power supply schemes are considered: node, two-way, and two console schemes (with a power supply section at traction substations or at a sectioning post). A number of parameters are considered, including the voltage level at control points, energy losses, and the unevenness of substation loading under different train intervals (4, 6, 8 minutes) and average traction load of the rolling stock. The results show that the use of UPFC significantly improves voltage stability, especially in console schemes, where the variation coefficient is reduced by 55–61 %, and the average voltage increases by 3000 V. Power losses are reduced by 14.5–24.5 %; the maximum effect is achieved at high load and minimal intervals between trains. However, the use of UPFC can increase the unevenness of the substation loading by up to 20 %, which requires additional analysis when designing a technical solution for voltage stabilization on a specific railway section. The conclusions of the study emphasize the feasibility of implementing UPFC under conditions of high and uneven load, as well as in emergency modes. UPFC demonstrate the greatest effectiveness in console schemes, providing significant improvements in energy efficiency and the capacity of the traction power supply system.
