Разработка методов и средств накопления электроэнергии моторвагонного подвижного состава для питания собственных нужд электропоезда

Российская Федерация является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов на Земном шаре (5 место в мире) на долю, которой по итогам 2016 года приходится около 887 Тераватт-часов или 4,2 % от всей потребляемой электроэнергии в мире. В связи с этим одним из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации (Указ президента Российской Федерации от 07.07.2011 №899) на ближайшие 10-15 лет является энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика, а одним из приоритетных направлений Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (утверждена Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. № 642) является переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии. Железнодорожный транспорт является ключевой отраслью Российской Федерации, на долю которой приходится около 4,4 % от всей вырабатываемой в России электроэнергии, 85 % которой расходуется на тягу поездов, поэтому приоритетной задачей энергетической стратегии холдинга ОАО «РЖД» на период до 2020 г. и на перспективу до 2030 г. является значительное повышение показателей энергетической эффективности тяги поездов. Необходимо отметить, что основной объем перевозок в электротяге на железных дорогах России приходится на грузовое движение и достигает 95% от общей работы. При этом расход электроэнергии на выполнение такого объема работы составляет 89% от общего уровня энергозатрат. Однако данный факт отнюдь не означает, что вопрос энергосбережения в пригородном движении неактуален. Если учитывать тот факт, что деятельность дочерних компаний ОАО «РЖД», занимающихся перевозкой пассажиров в пригородном движении, либо убыточна или находится на грани безубыточности, а оплата энергетических ресурсов является одной из первостепенных статей расходов пригородных компаний (данная составляющая входит с статью расходов, которые предъявляются пригородным компаниям со стороны ОАО "РЖД"), то вопрос рационального использования энергетических ресурсов является в пригородном движении вдвойне актуальным. В настоящее время решить данный вопрос на качественно новом уровне возможно только путем разработки методов и средств накопления электроэнергии моторвагонного подвижного состава для питания собственных нужд электропоезда с учетом климатических особенностей отдельно взятого региона. Внедрение подобной системы позволит использовать избыточную энергию рекуперации на питание собственных нужд электропоезда (отопление, вентиляция и т.д.), что обеспечит снижение расхода электроэнергии и других издержек, связанных с дополнительным обучением локомотивных бригад рациональным режимам вождения поездов, техническим обслуживанием и ремонтом моторвагонного подвижного состава. Научная новизна заключается в разработке методики подбора оптимальных параметров накопителей электроэнергии моторвагонного подвижного состава, методов и алгоритмов управления их работой в целях обеспечения стабильного питания собственных нужд электропоездов.