Погонные активные сопротивления тяговых сетей

Марки проводов тяговой сети	Погонные сопротивления, Ом/км
	Однопутный участок, r1	Двухпутный участок
		Один путь, r1	Два пути, r2
Постоянный ток
М120+2МФ100 М120+2МФ100+А185 М120+2МФ100+2А185 М120+2МФ100+3А185 ПБСМ95+2МФ100 ПБСМ95+2МФ100+А185 ПБСМ95+2МФ100+2А185 М120+2МФ150 М120+2МФ150+А185 М120+2МФ150+2А185 М120+2МФ150+3А185	0,07 0,054 0,044 0,038 0,094 0,064 0,049 0,062 0,048 0,04 0,35	0,067 0,049 0,04 0,034 0,089 0,06 0,045 0,058 0,045 0,036 0,031	0,034 0,026 0,021 0,018 0,046 0,032 0,024 0,031 0,024 0,02 0,017
Переменный ток
ПБСМ70+МФ100 ПБСМ95+МФ100 М120+МФ100 ПБСМ70+МФ100+А185 ПБСМ95+МФ100+А185 М120+МФ100+А185	0,209 0,194 0,124 0,123 0,119	0,195 0,182 0,112 0,112 0,108	0,111 0,104 0,07 0,068 0,066

методика прогнозирования величины электропотребления

на предстоящее время

Задачу прогнозирования характера электропотребления на тягу поездов можно выполнить на основе построения уравнения регрессии между прогнозируемой величиной и наиболее коррелированным показателем поездной работы. Для этого необходимо наличие значений поездной работы на прогнозируемый промежуток времени.

Для начала необходимо определить коэффициент корреляции между величиной тягового электропотребления и каждым из 11-ти показателей поездной работы.

Как известно, коэффициент корреляции определяется по формуле

, (15)

где - математическое ожидание случайной величины; - среднеквадрати-ческое отклонение случайной величины; W – случайная величина тягового электропотребления; А – случайная величина показателя поездной работы.

Студентам необходимо определить коэффициент корреляции на компьютере с помощью программных средств пакета Microsoft Excel. Это делается следующим образом: курсор помещается в последнюю пустую ячейку под столбцом, соответствующим показателю поездной работы. Далее ячейке присваивается формула «=КОРРЕЛ(массив1;массив2)», где под массивом 1 понимается массив данных случайной величины тягового электропотребления, а под массивом 2 понимается массив данных случайной величины показателя поездной работы.

После этого необходимо выбрать показатель поездной работы, коэффициент корреляции у которого с электропотреблением максимален. При этом надо помнить, что максимальное значение коэффициента корреляции определяется по модулю, т.е. коэффициент корреляции R(W,A) = -0,89 будет предпочтительнее, чем R(W,A) = 0,68.

Далее необходимо определить коэффициенты а и b уравнения регрессии. Напомним, что под функцией регрессии понимается такая функция y=f(x), каждому возможному значению x случайной величины (в нашем случае это показатель поездной работы А) соответствует определенное значение условного математического ожидания другой случайной величины у (в нашем случае это тяговое электропотребление W).

Для этого студентам необходимо в созданной рабочей книге построить точечный график зависимости тягового электропотребления W от наиболее коррелированного показателя поездной работы А. По полученному полю точек необходимо построить линию тренда, в данном случае линия тренда и будет являться линией функции регрессии, построенной по методу наименьших квадратов. При этом на диаграмме автоматически появится уравнение этой функции, однако для этого при построении линии тренда необходимо поставить галочку на пункте «показывать уравнение на диаграмме».

Теперь, зная уравнение регрессии и характер поездной работы на предстоящие сутки (расчетные сутки), можно определить характер поездной работы (прогнозные значения).

Для этого студентам необходимо построить новую таблицу, количество строк в которой будет равно количеству часов в сутках, т.е. 24, а количество столбцов – 5. Шапка таблицы будет иметь следующие заголовки: 1 столбец - час суток, 2 столбец – известные значения показателя поездной работы, 3 столбец – прогнозные значения тягового электропотребления, 4 столбец – реальные значения тягового электропотребления, 5 столбец – погрешность прогнозирования.

Из созданной таблицы неизвестны только прогнозные значения и величина погрешности результатов прогнозирования. Прогнозные значения определяются посредством присвоения ячейкам таблицы следующих формул «=а*значение+b», где под значением подразумевается ссылка на соответствующую ячейку показателя поездной работы. По такому же принципу определяется погрешность прогнозирования.

Далее из полученных значений прогнозной величины тягового электропотребления выбирается максимальное значение мощности. Причем, значение электроэнергии приведено за период, равный одному часу, поэтому полученные числа будут справедливы и для средней электрической мощности за час.

Теперь можно определить величину заказанной мощности, взяв за основу максимальное значение мощности (электроэнергии) и увеличив его на 5 % (величину запаса).

Ниже приведена последовательность прогнозирования величины электропотребления на предстоящее время и расчета финансовых затрат на покупку электрической энергии на базе ЭВМ в компьютерном классе.

1. Сформировать таблицу исходных данных. Количество строк при этом равно количеству часов в сутках (24 строки), количество столбцов равно количеству показателей поездной работы плюс два столбца, в которых приведены промежутки времени и потребленная электроэнергия за известный промежуток времени (см. Прил.).

2. Определить коэффициенты корреляции между расходом электрической энергии и одиннадцатью показателями поездной работы, т.е. коэффициенты корреляции между вторым столбцом и столбцами с 3-го по 13-й (см. Прил.).

3. Выбрать показатель поездной работы, коэффициент корреляции у которого с электропотреблением (W) за известный промежуток времени максимален.

4. Построить график изменения во времени электропотребления (W) и наиболее коррелированного показателя W, А = f(t) (см. Прил.).

5. Построить поле точек зависимости электропотребления (W) от наиболее коррелированного показателя W = f(А) (см. Прил.).

6. Аппроксимировать линейной функцией данное поле точек. Определить коэффициенты а и b линейного уравнения y=ax+b зависимости W = f(А) (см. Прил.).

7. Построить таблицу на расчетные сутки (первый столбец – время, второй – значение наиболее коррелированного показателя, третий – характер электропотребления на расчетные сутки по прогнозным данным, четвертый - характер электропотребления на расчетные сутки по имеющимся реальным данным, пятый – погрешность в процентах) (см. Прил.).

8. Построить график характера изменения реального и прогнозного тягового электропотребления во времени в течение суток W, W* = f(t) (см. Прил.).

9. Построить график изменения ошибки прогнозирования во времени (W - W*) = f(t) (см. Прил.).

10. Определить величину заказанной мощности, взяв за основу максимальное значение мощности (электроэнергии) и увеличив его на 5 % (величину запаса).

11. Далее необходимо произвести расчет финансовых затрат на покупку электроэнергии по трем различным вариантам тарифных ставок и сделать вывод об оптимальном варианте.

Методика расчета финансовых затрат

на покупку электрической энергии

Согласно постановлению Российской Федерации от 24.10.2003 № 643 субъектам электроэнергетики предоставлено право выбора варианта тарифных ставок при оплате за потребленную электроэнергию.

В настоящее время на территории Российской Федерации используются три варианта тарифных ставок: одноставочный, двухставочный и дифференцированный. Рассмотрим порядок расчета финансовых затрат по каждому варианту.

Одноставочный тариф.

При данном тарифе финансовые затраты определяются посредством умножения величины тарифной ставки на общий объем электрической энергии.

, (16)

где Т – тарифная ставка, руб/кВтч (см. исходные данные); W_i - объем электроэнергии за каждый час, кВт·ч; 24 – количество часов в сутках.

Двухставочный тариф.

При данном тарифе финансовые затраты определяются посредством суммирования оплаченной мощности и штрафа за превышение мощности.

, (17)

где Т_W – тарифная ставка за электроэнергию, руб/кВт·ч (см. исходные данные); Т_P – тарифная ставка за мощность, руб/кВт (см. исходные данные); Р_ЗАК - объем заказанной мощности, кВт (определение приведено ниже); Р_НАИБ - значение наибольшей потребляемой мощности, кВт (определяется из графика); п = 5 – кратность штрафа.

Как видно из формулы, при использовании этого тарифа потребитель оплачивает только заказанную мощность и в случае, если величина потребляемой мощности оказалась ниже величины заказанной мощности, из вышеприведенной формулы убирается последнее слагаемое, т.е. предприятие не штрафуют. А в случае, если величина потребляемой мощности оказалась выше величины заказанной мощности, предприятие штрафуют, и расчет финансовых затрат необходимо производить по вышеприведенной формуле. Именно поэтому при использовании этого тарифа предприятию необходимо прогнозировать объемы электроэнергии на предстоящее время.

Дифференцированный тариф.

При данном тарифе финансовые затраты определяются посредством умножения величины тарифной ставки на общий объем электрической энергии за соответствующую временную зону.

, (18)

где Т_НЗ – тарифная ставка в ночную зону, руб/кВт·ч (см. исходные данные); Т_П – тарифная ставка в зону «пика», руб/кВт·ч (см. исходные данные); Т_ПП – тарифная ставка в зону «полупика», руб/кВт·ч (см. исходные данные).

Как видно из формулы, при использовании этого тарифа для потребителя стоимость электрической энергии различна и дифференцируется по зонам суток. В контрольной работе принимается:

ночная зона – это временной промежуток с 20-го часа суток по 6-й час следующих суток включительно;

зона «пика» – это два временных промежутка с 7-го часа суток по 9-й час суток включительно (утренний «пик») и с 18-го часа суток по 19-й час суток включительно (вечерний «пик»);

зона «пика» – это временной промежуток с 10-го часа суток по 17-й час суток включительно.

Из трех полученных значений финансовых затрат студентам необходимо выбрать оптимальный вариант, соответствующий минимальным затратам для покупки электрической энергии на тягу поездов.

порядок выполнения контрольной работы

Курсовой проект выполняется на практических занятиях по дисциплине «Энергосберегающие технологии» согласно расписанию.

Первая часть курсового проекта выполняется по методике расчета потерь энергии в устройствах тягового электроснабжения, изложенной выше.

Вторая часть курсового проекта выполняется по методике прогнозирования величины электропотребления на предстоящее время и методике расчета финансовых затрат на покупку электрической энергии, изложенной выше, в компьютерном классе кафедры «ЭСЖТ» СамГАПС.

порядок оформления работы

Курсовой проект оформляется в следующем порядке.

Титульный лист.

Реферат.

Содержание работы.

Исходные данные.

1. Расчет потерь в устройства тягового электроснабжения.

2. Расчет потерь в устройствах тягового электроснабжения при изменении параметров системы тягового электроснабжения (раскатке дополнительного усиливающего провода, изменении схемы соединения контактных подвесок на перегоне и изменении состояния резервного оборудования тяговых подстанций).

3. Прогнозирование характера тягового электропотребления на предстоящее время. В данном пункте необходимо привести последовательность прогнозирования величины тягового электропотребления на предстоящее время.

4. Расчет оптимального варианта оплаты за потребленную электроэнергию.

Вывод о проделанной работе и полученных результатах.

Список использованных источников.

Библиографический список

1. Федеральный закон Российской Федерации «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» от 18 января 2003 г. № 17-ФЗ // Российская газета от 18.01.03, № 8 (3122).

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 24 октября 2003 г. № 643 // Российская бизнес-газета от 04.11.2003, № 433.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. – 8-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2002. – 479 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1

Тип системы тягового электроснабжения и количество тяговых подстанций на расчетном участке (по предпоследней цифре шифра)

Вариант	Тип СТЭ	Количество тяговых подстанций на расчетном участке, начиная с первой (Пенза для постоянного и Сенная для переменного тока)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	3,3 кВ постоянного тока 27,5 кВ переменного тока 3,3 кВ постоянного тока 27,5 кВ переменного тока 3,3 кВ постоянного тока 27,5 кВ переменного тока 3,3 кВ постоянного тока 27,5 кВ переменного тока 3,3 кВ постоянного тока 27,5 кВ переменного тока	5 6 7 5 11 4 9 5 10 6

Таблица П.2