DOI: https://doi.org/10.15802/etr.v0i8.42884

Modeling the coefficient of energy losses in a contact line based on the Monte-Carlo method

T. I. Kirilyuk

Abstract


Reduction in energy losses is a national objective. It corresponds to the state target economic program of energy efficiency and the development of the sphere of energy production from renewable energy sources and alternative fuels in 2012 - 2015 years.

Formulation of the experiment on the railway is complex task. Therefore the research was carried out by simulation based on the Monte-Carlo method.

The purpose and tasks of the research are establishment of the probabilistic nature of the coefficient of energy losses, determining its average value and finding the factor that has the greatest impact on the coefficient of energy losses.

Distribution laws and the basic characteristics of the factors influencing the coefficient of energy losses were identified during the study. These factors are the wear (reduction of the area) of contact line, the number of trains on railway section, the environment temperature, speed and current of trains.

The law of statistical distribution of the loss coefficient was established for the first time. This makes it possible to evaluate its borders and make recommendations on regulations change it. The average value the loss coefficient is determined by which it will be possible to adjust meter.

Keywords


energy losses; coefficient of energy losses; meter of losses; alternating current; distribution law; modeling; Monte-Carlo method

Full Text:

PDF

References


Kuznetsov W. G., Bosiy D. A., Kirilyuk T. I. Oblik vtrat elektrychnoi enerhii v tiahovii merezhi nepriamym sposobom [Accounting electricity losses in traction network by the indirect method]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport], 2012, issue 42, pp. 103-109.

Bosiy D. A., Kirilyuk T. I. Udoskonalennia nepriamoho metodu obliku vtrat elektrychnoi enerhii v kontaktnii merezhi. [Improvement indirect method of accounting electricity losses in the contact system] Vos-tochno-Evropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi [Eastern-European Journal of enterprise technologies], 2012, issure 5/8 (59), pp. 35-39.

Kirilyuk T. I. Sposoby pidvyshchennia efektyvnosti elektrospozhyvannia na zaliznytsiakh Ukrainy [Ways to improve the efficiency of power consumption on the railways of Ukraine] Enerhosberezhenye. Ener-hetyka. Enerhoaudyt [Energy saving. Power engineering. Energy audit], 2012, issue 108 (102), pp. 15-25.

Maksimczuk W. F., Kuzniecov W. G., Kalasznikov K. A., Kirilyuk T. I. Badania rezerw zasilania poprzez racjonalne rozmieszchenie pociagow na odcincu [Badania rezerw zasilania poprzez racjonalne rozmieszchenie pociagow na odcincu] Infrastruktura transport (Poland). [Infrastruktura transport (Poland)], 2013, issue 2, pp. 2831

Kuznetsov W. G., Bosiy D. A., Kirilyuk T. I. Vyznachennia rehlamentu zminy koefitsiienta vtrat [Determination of regulation changes of the energy losses coefficient] Visnyk natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI» [Bulletin of the National Technical University «KPU»], 2013, issue 56, pp. 193-198.

Kirilyuk T. I. Metod vyznachennia koefitsiienta vtrat na osnovi povnoho faktornoho eksperymentu [The method of determining the energy losses coefficient on the base of full factorial experiment] Enerhosberezhenye. Enerhetyka. Enerhoaudyt [Energy saving. Power engineering. Energy audit], 2013, issue 11 (117), pp. 24-29.

Domanskyy V. T., Blokhin V. F., Domanskaya G. A. Eksperementalnoe opredelenie poter energii v elektrotyagovykh setyakh postoyannogo toka [Experimental determination of the energy loss in Electrotraction DC networks] Vesnik VNIIZhTa [Bulletin of ASRIRT (Scientific Research Institute of Railway Transport)], 1990, issue 5, pp. 29-32.

Bykadorov A. L., Domanskyy V. Т. Sravnitelnaya otsenka kosvennykh sposobov izmereniya poter energii v kontaktnoy seti peremennogo toka [Comparative evaluation of indirect methods of measuring the energy losses in the contact line of AC] Trudy Rostovskogo instituta inzh.zh.d.transporta [Works of the Rostov Institute of Engineers of Railway Transport], 1979, issue 153, pp. 20-27.

Bardushko V. D. Analiz i parametricheskiy sintez sistem tyagovogo elektrosnabzheniya. Avtoreferat Diss. [Analysis and parametric synthesis of the traction power supply systems]. Irkutsk, 2001, 42 p.

Krestyanov M. E. K opredeleniyu poter elektricheskoy energii v tyagovoy seti [By the definition of electric power losses in traction network] Trudy MIITa [Works of the Moscow State University of Railway Engineering (MIIT)], 1971, issue 380, pp. 3-12.

Marquardt K. G., Kuvichinsky A. N., Davydov E. N. Kosvennye sposoby opredeleniya poter elektricheskoy energii v tyagovoy seti [Indirect methods for determining losses of electric energy in the traction network] Trudy MIITa [Works of the Moscow State University of Railway Engineering (MIIT)], 1969, issue 302, pp. 102-108.

Bykadorov A. L., Domanskyy V. Т. Sravnitelnaya otsenka kosvennykh sposobov izmereniya poter energii v kontaktnoy seti peremennogo toka [Comparative evaluation of indirect methods of measuring the energy losses in the contact line of AC] Trudy Rostovskogo instituta inzh.zh.d.transporta [Works of the Rostov Institute of Engineers of Railway Transport], 1979, issue 153, pp. 20-27.

Domanskyy V. T., Blokhin V. F., Domanskaya G. A. Eksperementalnoe opredelenie poter energii v elektrotyagovykh setyakh postoyannogo toka [Experimental determination of the energy losses in DC networks] Vesnik VNIIZhTa [Bulletin of ASRIRT (Scientific Research Institute of Railway Transport)], 1990, issue 5, pp. 29-32.

Bykadorov A. L., Domanskyy V. Т., Lyashuk V. M. Issledovanie koefitsienta nastroyki schetchikov poter energii na imitatsionnoy modeli [Investigation of tuning coefficient for energy losses methers with the simulation model] Sbornik nauchnykh trudov VZIIT [Collection of Scientific Papers of ACIRE], 1984, issue 121, pp. 62-68.

Bykadorov A. L., Domanskyy V. Т. Raschet poter energii v tyagovykh setyakh matrichnym metodom [Calculation of the energy losses in the traction network by the matrix method] Trudy MIITa [Works of the Moscow State University of Railway Engineering (MIIT)], 1979, issue 636, pp. 139-145.

Schrader Y. A. Metod statisticheskikh ispytaniy (metod Monte-Karlo) [Method of statistical tests (Monte Carlo)]. Moscow, Fizmatlit, 1962, 334 p.

Gmurman V. E. Rukovodstvo k resheniyu zadach po teorii veroyatnostey i matematicheskoy statistike: Ucheb. posobie dlya studentov vtuzov. – 9-e izd., pererab. i dop. [Guide to solving problems in the theory of probability and mathematical statistics: textbook manual for students of technical universities. - 9th Edition, Revised. and add.]. Moscow, High School, 2004, 404 p.

Pravyla ulashtuvannia ta tekhnichnoho obsluhovuvannia kontaktnoi merezhi elektryfikovanykh zaliznyts. TsE-023 [Rules of Design and maintenance of a contact network of electrified railways. IS-023] Kyiv, Ukrzaliznytsia, 2008, 208 p.

Marquardt K. G. Elektrosnabzhenie elektrifitsi-rovannykh zheleznykh dorog [Power supply of electrified railways]. Moscow, Transport, 1982, 528 p.

REFERENCES

Кузнецов В. Г. Облік втрат електричної енергії в тяговій мережі непрямим способом / В. Г. Кузнецов, Д. О. Босий, Т. І. Кирилюк // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна.  2012.  № 42.  С. 103-109.

Босий Д. О. Удосконалення непрямого методу обліку втрат електричної енергії в контактній мережі / Д. О. Босий, Т. І. Кирилюк // Восточно-Европейский журнал передовых технологий.  2012.  № 5/8 (59).  С. 35-39.

Кирилюк Т. І. Способи підвищення ефективності електроспоживання на залізницях України / Т. І. Кирилюк // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит.  2012.  № 108 (102).  С. 15-25.

Maksimczuk W.F. Badania rezerw zasilania poprzez racjonalne rozmieszchenie pociagow na odcincu / W.F. Maksimczuk, W.G. Kuzniecov, K.A. Kalasznikov, T.I. Kirilyuk // Infrastruktura transport (Poland).-2013.  №2  p.2831.

Кузнецов В. Г. Визначення регламенту зміни коефіцієнта втрат / В. Г. Кузнецов, Д. О. Босий, Т. І. Кирилюк // Вісник національного технічного університету «ХПІ» .-2013.  №56  С. 193-198.

Кирилюк Т. І. Метод визначення коефіцієнта втрат на основі повного факторного експерименту / Т. І. Кирилюк // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит – № 11 (117), 2013. – С. 24-29.

Доманский В. Т. Эксперементальное определение потерь энергии в электротяговых сетях постоянного тока / В. Т. Доманский, В. Ф. Блохин, Г. А. Доманская // Весник ВНИИЖТа. – 1990. – № 5. – С. 29-32.

Быкадоров А. Л. Сравнительная оценка косвенных способов измерения потерь энергии в контактной сети переменного тока / А. Л. Быкадоров, В. Т. Доманский // Труды Ростовского института ин-т ж.д.транспорта. – 1979. – Вып. 153. – С. 20-27.

Бардушко В. Д. Анализ и параметрический синтез систем тягового электроснабжения: Автореф. дис. д-ра. техн. наук: 05.13.01 / ИрГУПС –Иркутск, 2001. – 42 с.

Крестьянов М. Е. К определению потерь электрической энергии в тяговой сети / М. Е. Крестьянов // Труды МИИТа. – 1971. – Вып. 380. – С. 3-12.

Марквардт К. Г. Косвенные способы опреде-ления потерь электрической энергии в тяговой сети / К. Г. Марквардт, А. Н. Кувичинский, Е. Н. Давыдов // Труды МИИТа. – 1969. – Вып. 302. – С. 102-108.

Быкадоров А. Л. Сравнительная оценка косвенных способов измерения потерь энергии в контактной сети переменного тока / А. Л. Быкадоров, В. Т. Доманский // Труды Ростовского института ин-т ж.д.транспорта. – 1979. – Вып. 153. – С. 20-27.

Доманский В. Т. Эксперементальное определение потерь энергии в электротяговых сетях постоянного тока / В. Т. Доманский, В. Ф. Блохин, Г. А. Доманская // Весник ВНИИЖТа. – 1990. – № 5. – С. 29-32.

Быкадоров А. Л. Исследование коэфициента настройки счётчиков потерь энергии на имитационной модели / А. Л. Быкадоров, В. Т. Доманский, В. М. Ляшук // Сборник научных трудов ВЗИИТ. – 1984. – Вып. 121. – С. 62-68.

Быкадоров А. Л. Расчёт потерь энергии в тяговых сетях матричным методом / А. Л. Быквдоров, В. Т. Доманский // Труды МИИТа. – 1979. – Вып. 636. – С. 139-145.

Шрейдер Ю. А. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) / Ю. А. Шрейдер – М. : Физматлит, 1962. – 334 с.

Гмурман В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для студентов втузов. – 9-е изд., перераб. и доп. / В. Е. Гмурман – М. : Высш. школа, 2004. – 404 с.

Правила улаштування та технічного обслуго-вування контактної мережі електрифікованих залізниць. ЦЕ-023: Затв. Наказ Укрзалізниці 20.11.2007 № 546-Ц – К. : Укрзалізниця, 2008. – 208 с.

Марквардт К. Г. Электроснабжение электри-фицированных железных дорог / К. Г. Марквардт – М. : Транспорт, 1982. – 528 с.


GOST Style Citations