WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

КОМЯКОВ Александр Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НЕТЯГОВЫМИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ

Специальность 05.22.07 – «Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

ОМСК 2009

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)»).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

ЧЕРЕМИСИН Василий Титович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

МАСЛОВ Геннадий Петрович;

доктор технических наук, профессор

МАНУСОВ Вадим Зиновьевич.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)».

Защита диссертации состоится 19 июня 2009 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)») по
адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 18 мая 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор О. А. Сидоров

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2009

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В соответствии с «Транспортной стратегией Российской Федерации на период до 2030 г.» одним из главных целевых ориентиров является снижение энергоемкости перевозочного процесса, в том числе и на железнодорожном транспорте. Решение указанной задачи невозможно без использования научно обоснованной системы контроля и анализа расхода электроэнергии как на тягу поездов, так и в системе электроснабжения нетяговых потребителей.

Существующая в настоящее время практика отнесения расхода электроэнергии на нетяговые нужды структурных подразделений (СП) железных дорог по видам деятельности с нормированием объема электропотребления на единицу тонно-километровой работы не позволяет осуществлять эффективный контроль и анализ расхода электроэнергии нетяговыми потребителями.

Применение существующих методик расчета удельных норм расхода электроэнергии на выпуск единицы продукции по хозяйствам железных дорог не позволяет достоверно определять лимиты электропотребления на эксплуатационные нужды. Это объясняется отличиями в организации ремонтно-эксплуатационной деятельности СП хозяйств различных дорог, вызванными различной степенью внедрения современных технических систем, нестандартного оборудования и связанных с этим изменений в технологических процессах, что не может быть учтено при расчетах по существующим методикам определения удельных норм, разработанным до начала внедрения указанного оборудования. Это обусловливает необходимость совершенствования системы контроля и анализа расхода электроэнергии нетяговыми потребителями железнодорожного транспорта, учитывающей влияние указанных факторов на объем электропотребления.

Цель диссертационной работы – повышение эффективности использования электроэнергии нетяговыми потребителями железнодорожного транспорта путем совершенствования методов контроля и анализа ее расхода с учетом современного уровня внедрения ресурсосберегающих технических средств.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

оценить степень влияния тонно-километровой работы на расход электрической энергии на тягу поездов и нетяговые нужды путем анализа состояния потребления электроэнергии железными дорогами на основе элементов теории корреляции;

выполнить оценку влияния различных факторов на объем электропотребления структурных подразделений железнодорожного транспорта с применением методов корреляционного и регрессионного анализа;

усовершенствовать методы контроля электропотребления на нетяговые нужды путем разработки и апробации системы планирования расхода электроэнергии, учитывающей воздействие влияющих факторов;

предложить методы совершенствования анализа расхода электроэнергии нетяговыми железнодорожными потребителями путем контроля удельного расхода на единицу ремонтно-эксплуатационной работы с учетом долевого вклада различных факторов в изменение объема электропотребления;

разработать программный комплекс для планирования объема потребления электроэнергии на нетяговые нужды на основе предложенной системы контроля и анализа расхода электроэнергии.

Методы исследования. В основу работы положены теоретические и экспериментальные исследования, а также моделирование системы анализа и планирования электропотребления на ЭВМ в среде программирования
Delphi 7 с применением базы данных BDE на основе методов объектно-ориентированного программирования. В исследованиях использованы основные положения математической статистики и теории вероятностей.

Научная новизна. В диссертационной работе решен комплекс задач по совершенствованию системы контроля и анализа расхода электрической энергии нетяговыми потребителями железнодорожного транспорта.

К наиболее значимым можно отнести следующие теоретические и практические результаты:

разработана методика планирования расхода электрической энергии в структурных подразделениях железнодорожного транспорта, учитывающая влияние таких факторов, как номенклатура применяемого электрооборудования, ретроспективные данные о расходе электроэнергии и объеме выполненных ремонтно-эксплуатационных работ, климатические условия, внедрение новых ресурсосберегающих технических средств и технологий;

усовершенствованы методы анализа расхода электроэнергии на нетяговые нужды путем контроля удельного расхода на единицу ремонтно-эксплуатационной работы и количественной оценки влияния различных факторов на изменение объема электропотребления.

Достоверность научных положений и выводов обоснована теоретичес­ки и подтверждена положительными результатами апробации методики ана­лиза и планирования расхода электрической энергии на нетяговые нужды в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги с погреш­ностью, не превышающей 8 %.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработана методика анализа и планирования расхода электроэнергии на нетяговые нужды железнодорожных потребителей, основанная на нормировании электропотребления по типовым объектам в расчете на единицу выполненной ремонтно-эксплуатационной работы, которая используется для определения лимитов расхода электроэнергии нетяговыми потребителями. Разработан программный комплекс для планирования расхода электрической энергии на нетяговые нужды, который применяется в структурных подразделениях железных дорог. Усовершенствованы методы анализа расхода электроэнергии нетяговыми потребителями путем контроля удельного расхода по переменной составляющей электропотребления на единицу ремонтно-эксплуатационной работы с учетом долевого вклада различных факторов в изменение объема электропотребления, которые применяются в структурных подразделениях железных дорог для выявления случаев нерационального использования электроэнергии.

Разработанная методика анализа и планирования расхода электроэнергии на нетяговые нужды утверждена распоряжением вице-президента ОАО «РЖД» и внедрена на сети железных дорог.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (Екатеринбург, 2006); на XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 2008); на научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосбережение в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2008); на семинаре кафедры «Теоретическая электротехника» Омского государственного университета путей сообщения (Омск, 2009); на научно-техническом семинаре
Омского государственного университета путей сообщения «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта, объектов промышленной теплоэнергетики, телекоммуникационно-информационных систем, автоматики и телемеханики» (Омск, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 10 статей (из них две – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ) и тезисы одного доклада на международной научно-технической конференции.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, библиографического списка и шести приложений. Работа изложена на 145 страницах основного текста, содержит 25 рисунков, 25 таблиц и библиографический список из 104 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы, основные направления исследования.

В первой главе выполнен анализ существующей системы контроля и анализа расхода электроэнергии нетяговыми потребителями.

Вопросам повышения эффективности использования электроэнергии в системе электроснабжения тяговых и нетяговых потребителей посвящены работы А. Н. Поплавского, В. Н. Пупынина, Р. Р. Мамошина, А. Т. Буркова,
Е. П. Фигурнова, А. В. Котельникова, М. П. Бадера, А. Г. Галкина, Б. Е. Дынькина, Ю. И. Жаркова, А. В. Ефимова, М. Г. Шалимова, В. Т. Черемисина,
В. Л. Григорьева, Ю. П. Неугодникова, Н. И. Молина, В. Д. Бардушко, А. Б. Косарева, Л. А. Германа и других ученых.

Выполненный анализ основных форм статистической корпоративной отчетности ОАО «РЖД» по расходу электроэнергии позволяет говорить о том, что в настоящее время система контроля и анализа электропотребления основывается на его нормировании в расчете на единицу тонно-километровой работы. Для определения целесообразности применения указанного подхода выполнен анализ зависимости расхода электроэнергии на тягу поездов и на нетяговые нужды от объема тонно-километровой работы с использованием методов корреляционного анализа. При этом в качестве основного параметра, характеризующего силу связи между исследуемыми величинами, принят коэффициент корреляции, который определяется как отношение несмещенной оценки статистического корреляционного момента к произведению средних квадратических отклонений для элементов соответствующих выборок. Для примера на рис. 1 представлена динамика изменения расхода электроэнергии и объема тонно-километровой работы для железной дороги.

В результате исследований получено, что если расход электроэнергии на тягу поездов в значительной степени зависит от тонно-километровой работы с коэффициентом корреляции rxy, находящимся в пределах от 0,55 до 0,84, то указанная зависимость для электропотребления на нетяговые нужды не является статистически значимой: для отдельных дорог коэффициент корреляции принимает отрицательные значения и находится в пределах от -0,43 до 0,13.

Рис. 1. Динамика изменения расхода электроэнергии и объема
тонно-километровой работы по железной дороге

В целом по сети железных дорог коэффициент корреляции для электропот­ребления на тягу поездов составил 0,59, а для электропотребления на нетяговые нужды (-0,37). Аналогичные исследования, выполненные для наиболее энергоемких хозяйств железной дороги, также свидетельствуют о низкой степени влияния тонно-километровой работы на электропотребление на нетяговые нужды; при этом коэффициент корреляции находится в пределах от 0,01 для
хозяйства пути до 0,40 для локомотивного хозяйства. В границах отдельных СП также наблюдается отсутствие значимой зависимости между расходом на нетяговые нужды и объемом тонно-километровой работы (рис. 2). Это является одной из основных проблем, не позволяющих обеспечить эффективное функционирование существующей системы контроля и анализа расхода электроэнергии нетяговыми потребителями.

Рис. 2. Динамика изменения расхода электроэнергии по СП железных дорог и объема тонно-километровой работы

Одним из основных методов контроля электропотребления СП железных дорог является лимитирование расхода электроэнергии исходя из фактического расхода за предыдущий период. Однако такой подход не позволяет учесть влияние на расход электроэнергии изменения объема ремонтных (эксплуатационных) работ и выпущенной продукции СП, климатических факторов и внедрение новых ресурсосберегающих технических средств и технологий, что приводит к существенному расхождению между фактическим расходом электроэнергии и лимитом.

Погрешность планирования расхода электроэнергии в СП одного из отделений железной дороги при существующей системе контроля электропотребления лишь в 36,1 % случаев имеет удовлетворительное значение
( < 5 %), а в 19,4 % случаев превышает 15 % (рис. 3). Анализ функционирования систем контроля и нормирования электропотребления в электроэнергетических системах, на промышленных предприятиях и на железнодорожном транспорте позволяет обосновать необходимость разработки системы контроля и анализа расхода электроэнергии, учитывающей влияние перечисленных выше факторов для достоверного определения лимитов электропотребления на нетяговые нужды, которая должна устанавливать универсальные подходы для СП различных хозяйств железных дорог.

Во второй главе выполнена оценка влияния различных факторов на объем электропотребления типовых объектов СП различных хозяйств железных дорог с применением элементов теории корреляции и регрессии. Под типовыми объектами следует понимать цеха, отделения или производственные участки СП независимо от их принадлежности к хозяйствам железной дороги или иных филиалов ОАО «РЖД», характеризующиеся определенным набором электроприемников (ЭП), видами выполняемых работ и режимами работы.

Коэффициенты корреляции, характеризующие зависимость расхода электроэнергии типового объекта от действия различных факторов, представляются в форме вектора:

, (1)

где y1, y2, …, yn – влияющие факторы.

Для оценки степени взаимного влияния факторов используется нормированная корреляционная матрица, содержащая взаимные коэффициенты корреляции:

. (2)

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»