●●
Stosowanie zasobników energii
W każdym systemie zasilania trakcyjnego zasobniki generują
oszczędności w zużyciu energii elektrycznej oraz obniżają poziom
mocy zamawianej. W przypadku systemu 3 kV DC, w którym powstają
duże straty przesyłowe, ich zastosowanie może znacznie zoptyma-
lizować jego pracę. Ostatnie lata przyniosły istotny wzrost zaintere-
sowania stacjonarnymi (przytorowymi) i pokładowymi zasobnikami
energii, co jest spowodowane:
• podniesieniem cen energii elektrycznej i mocy zamawianej,
• zwiększeniem nacisku na poprawę efektywności energetycznej,
• wyposażeniem taboru w możliwość odzysku energii,
• obniżeniem cen magazynów energii, szczególnie superkondensato-
rów i baterii elektrochemicznych,
• szukaniem rozwiązań alternatywnych do modernizacji starych
i budowy nowych podstacji trakcyjnych.
Pomimo tego obecnie w Polsce zasobniki nie są stosowane.
Użycie zasobników pokładowych jest uzasadnione w przypadku sys-
temów komunikacyjnych o krótkich odcinkach zasilania – trakcji miej-
skiej, co umożliwia m.in. skrócenie ogólnej długości sieci trakcyjnej.
Podstawową zaletę zasobników stacjonarnych stanowi możliwość
instalacji jednego urządzenia współpracującego z wieloma pojaz-
dami w wybranym rejonie, zamiast ich montażu w każdym pojeź-
dzie. Najczęściej montowane są one w podstacjach trakcyjnych,
co zostało przedstawione na rys. 4., ale możliwa jest również insta-
lacja w dowolnym innym miejscu, wzdłuż zelektryfikowanej linii
kolejowej, np. w strefach, gdzie dochodzi do częstych sekwencji
hamowanie–rozruch pojazdu.
Instalacja zasobników stacjonarnych w systemie zasilania 3 kV DC
może służyć obniżeniu mocy szczytowej podstacji trakcyjnej, a tym
samym mocy zamawianej na przyłączach, poprawie warunków napię-
ciowych na pantografach pojazdów trakcyjnych (może zostać zain-
stalowany w miejsce podstacji trakcyjnej), obniżeniu zużycia energii
poprzez wykorzystanie rekuperacji, a także jako rezerwowe zasila-
nie na wypadek awarii układu zasilania podstacji trakcyjnej. Ponadto
może zwiększać niezawodność układu hamowania pociągów oraz
gromadzić energię pochodzącą z odnawialnych źródeł energii, jeśli
takie są przyłączone do układu zasilania linii kolejowej.
Najważniejsze są pierwsze trzy funkcje, pozostałe pełnią
rolę drugorzędną.
OBNIŻENIE MOCY SZCZYTOWEJ PODSTACJI TRAKCYJNEJ
Jest to uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia, gdyż koszt
mocy zamawianej w podstacji trakcyjnej stanowi 40% opłat ener-
getycznych [4], co wynika z nierównomiernego charakteru obciąże-
nia trakcyjnego.
Moc szczytowa w Polsce określana jest na podstawie pomiaru zuży-
cia energii w okresach 15-minutowych. Z tego względu energetyczna
pojemność użytkowa zasobnika energii dla obniżenia mocy szczyto-
wej może być w przybliżeniu wyznaczona jako iloraz różnicy mocy
zamawianej (między mocą szczytową z zasobnikiem i bez zasobnika)
oraz okresu rozliczenia 15 min, czyli E
ESS
= ΔP
15 min
x 15 min. Przykła-
dowo, aby obniżyć moc zamawianą o 1 MW, użytkowa pojemność
energetyczna zasobnika (E
ESS
) powinna wynosić ok. 250 kWh. Jej
osiągnięcie jest znacznie mniej kosztowne przy zastosowaniu baterii
elektrochemicznych niż przy użyciu superkondensatorów [3].
Transformator zespołu prostownikowego PK-17
2
rys. W. Jefimowski
Schemat przyłączenia stacjonarnego zasobnika energii w podstacji
trakcyjnej z zespołem prostownikowym w systemie 3 kV DC
4
fot. W. Jefimowski (2)
Transformator zespołu prostownikowego PD-17
3
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
126
zasilanie sieci trakcyjnych
