Quy hoạch tối ưu vị trí trạm điện kéo trong hệ thống cung cấp điện đường sắt đô thị sử dụng thuật toán quy hoạch nguyên

  • Trần Văn Khôi

    Trường Đại học Giao thông Vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội.
  • Nguyễn Đức Khương

    Trường Đại học Giao thông Vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
Email: tvkhoi.ktd@utc.edu.vn
Từ khóa: Trạm điện kéo, cung cấp điện giao thông, giao thông điện đường sắt, quy hoạch tuyến tính nguyên (ILP).

Tóm tắt

Vị trí và dung lượng trạm điện kéo có ảnh hưởng quan trọng trong các hệ thống cung cấp điện giao thông. Nó không chỉ đảm bảo vấn đề an toàn và tính liên tục trong vận hành mà còn ảnh hưởng quyết định tới chi phí đầu tư xây dựng ban đầu cũng như chi phí vận hành trong giai đoạn khai thác. Bài báo này đề xuất một phương pháp mới để lựa chọn vị trí tối ưu của các trạm điện kéo trong các hệ thống giao thông điện đô thị. Phương pháp đề xuất dựa trên mô hình chuyển hóa phụ tải đoàn tàu di chuyển sang mô hình các phụ tải cố định, từ đó áp dụng thuật toán quy hoạch nguyên để tối ưu hóa số lượng trạm điện kéo và xác định vị trí các trạm với mục tiêu tối thiểu hóa tổng chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành trạm cũng như tổn thất công suất trên toàn tuyến trong quá trình vận hành khai thác. Phương pháp đề xuất được kiểm tra và hiệu chỉnh trên một hệ thống mô phỏng dựa trên số liệu tuyến đường sắt Cát Linh-Hà Đông. Kết quả mô phỏng đã chứng minh tính khả thi và tính linh hoạt của phương pháp đề xuất, qua đó có thể được sử dụng là một giải pháp áp dụng trong giai đoạn lập kế hoạch sơ bộ cũng như trong giai đoạn thiết kế chi tiết cho hệ thống giao thông điện đô thị.

Tài liệu tham khảo

[1]. L.D. Koranyi, Design of DC Power Supply for Rapid Transit Systems, IEEE Transactions on Industry and General Applications, IGA-1 (1965) 123 - 130. https://doi.org/10.1109/TIGA.1965.4180525
[2]. M. Brenna et al., New simulation algorithm for electric transportation supply system sizing, in 43rd International Universities Power Engineering Conference, Padova, Italy, 2008. https://doi.org/10.1109/UPEC.2008.4651679
[3]. T. A. Kneschke, Simple Method for Determination of Substation Spacing for AC and DC Electrification Systems, IEEE Transactions on Industry Applications, IA-22 (1986) 763 - 780. https://doi.org/10.1109/TIA.1986.4504789
[4]. R.D. White, AC/DC railway electrification and protection, IET 13th Professional Development Course on Electric Traction Systems, London, UK, 2014. DOI: 10.1049/cp.2014.1439
[5]. N.X.H. Viet, H.-S. Song, K. Nam, Locating power supplies on a personal rapid transit system to minimize system losses, IEEE Transactions on Industry Applications, 40 (2004) 1671 - 1677. https://doi.org/10.1109/TIA.2004.836310
[6]. D. Gonzalez, F. Manzanedo, Optimal design of a D.C. railway power supply system, in 2008 IEEE Canada Electric Power Conference, Vancouver, BC, Canada, 2008. https://doi.org/10.1109/EPC.2008.4763335
[7]. F.H. Pereira, C.L. Pires, S.I. Nabeta, Optimal placement of rectifier substations on DC traction systems, IET Electrical Systems in Transportation, 4 (2014) 62-69.
[8]. Tobing, T.L., et al., Rectifier substation optimum position on DC traction systems, in 4th International Conference on Electric Vehicular Technology (ICEVT), Sanur, Indonesia, 2017. https://doi.org/10.1109/ICEVT.2017.8323548
[9]. C. Hongwei, J. Quanyuan, Optimization Design of Elctrified Railway Traction Substation and Installation of Capacity, Journal of Power Systems and Automation, 28 (2016) 104-110.
[10]. C.J., B. Mellitt, N.B. Rambukwella, CAE for the electrical design of urban rail transit systems, in Conference of Computer Aided Design, Manufacture and Operation in the Railway and Other Mass Transit Systems, 173-193, 1987.
[11]. H.-J. Chuang, W.-J. Liao, Optimal Expansion Planning of MRT Traction Substations by Using Immune Algorithm, in Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Materials for Science and Engineering, Tainan, Taiwan, 2016. https://doi.org/10.1109/ICAMSE.2016.7840285
[12]. M. Soler et al., Lifecycle vs element costs: a new approach to optimize the power sypply system design, International Journal of Transport Development and Integration, 1 (2017) 481-490.
[13]. Dự án thiết kế xây dựng tuyến đường sắt đô thị Hà Nội - Tuyến Cát Linh - Hà Đông, phần 2 Tổng hợp, quyển 2 Quản lý vận hành và khai thác chạy tàu, 2014.


Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
26/08/2019
Nhận bài sửa
23/09/2019
Chấp nhận đăng
24/09/2019
Xuất bản
16/12/2019
Chuyên mục
Công trình khoa học