probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-1-197-207probener-1771Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGИспользование угла нагрузки синхронных генераторов для устранения обменных колебаний мощности в автономных электротехнических комплексахUse of load angle of synchronous generators to eliminate power exchange oscillations in autonomous electrical complexesСавенкоА. Е.SavenkoA. E.

Савенко Александр Евгеньевич – канд. техн. наук, доцент кафедры Электрооборудования судов и автоматизации производства

г. Керчь

Alexandr E. Savenko

Kerch

Savenko-70@mail.ruСавенкоП. С.KerchP. S.

Савенко Павел Станиславович – курсант морского факультета

г. Керчь

Pavel S. Savenko

Kerch

Керченский государственный морской технологический университетРоссияKerch State Maritime Technological UniversityRussian Federation202113052021231197207Copyright © Савенко А.Е., Савенко П.С., 20212021Савенко А.Е., Савенко П.С.Savenko A.E., Kerch P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1771

ЦЕЛЬ. Рассмотреть наиболее актуальные и важные проблемы параллельной работы генераторных агрегатов в составе автономных электротехнических комплексов современных морских судов, таких как переход дизель-генераторных агрегатов в режим обратной мощности и существование обменных колебаний мощности при параллельной работе. Рассмотреть возможность совершенствования метода устранения обменных колебаний мощности с использованием карт зависимостей амплитуды колебаний от параметров дизель-генераторных агрегатов. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялась математическая модель автономного электротехнического комплекса, позволяющая учесть зазоры люфтов в контурах регулирования частоты вращения параллельно работающих дизель-генераторных агрегатов. РЕЗУЛЬТАТЫ. Построена карта зависимости угла нагрузки от зазоров люфта. Доказана полная идентичность карт зависимости угла нагрузки от зазоров люфта и карт зависимости амплитуды обменных колебаний мощности от зазоров люфта. В критерии определения значения амплитуды обменных колебаний мощности предложено использовать угол нагрузки генераторов вместо огибающих токов генераторов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование угла нагрузки параллельно работающих генераторов позволяет повысить быстродействие и точность блока устранения обменных колебаний мощности. Разработанный подход позволяет контролировать переход генераторных агрегатов в режим обратной мощности и появление обменных колебаний мощности на основе измерения углов нагрузки генераторов.

THE PURPOSE. Consider the most pressing and important problems of parallel operation of generator sets as part of autonomous electrical complexes of modern sea vessels, such as the transition of diesel generator sets to reverse power mode and the existence of power exchange oscillations during parallel operation. Consider the possibility of improving the method for eliminating power exchange oscillations using maps of dependences of the amplitude of oscillations on the parameters of diesel generator sets. METHODS. When solving the problem, a mathematical model of an autonomous electrical complex was used, which allows to take into account the backlash clearances in the control loops of the rotation frequency of parallel diesel generator sets. RESULTS. A map of the dependence of the load angle on the backlash clearances was constructed. The complete identity of the maps of the dependence of the load angle on the backlash clearances and the maps of the dependence of the amplitude of the power exchange oscillations on the backlash gaps has been proved. In the criterion for determining the value of the amplitude of the power exchange oscillations, it is proposed to use the load angle of the generators instead of the envelope currents of the generators. CONCLUSION. The use of the load angle of parallel operating generators allows to increase the speed and accuracy of the unit for eliminating power exchange oscillations. The developed approach makes it possible to control the transition of generating sets to the reverse power mode and the appearance of power exchange oscillations based on measuring the load angles of the generators.

обменные колебания мощностипараллельная работаавтономный электротехнический комплексугол нагрузкигенераторный агрегатэкспериментальные исследованияpower exchange oscillationsparallel operationautonomous electric power complexload anglegenerating setexperimental researchReferencesГрачева Е.И., Ильясов И.И., Алимова А.Н. Сравнительный анализ и исследование методов расчета потерь электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20 № 3-4. С. 62-71.Gracheva EI, Il'jasov I, Alimova AN. The comparative analysis and research of methods of calculation of losses of the electric power in the systems of electrical power supply of the industrial enterprises. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(3-4):62-71.Низамиев М.Ф., Ившин И.В., Владимиров О.В и др. Измерительно-диагностический комплекс для диагностики энергетических установок // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.2014. № 3-4. С. 109-114.Ivshin IV, Nizamiev MF, Vladimirov OV. Measuring-diagnostic complex for the diagnosis of power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2014;3-4:109-114.Khvatov O.S., Kobyakov D.S. Increasing the Efficiency of a Diesel-Generator Power Plant. Russian Electrical Engineering, 2020. 91(12). С. 742–748.Khvatov O.S., Kobyakov D.S. Increasing the Efficiency of a Diesel-Generator Power Plant. Russian Electrical Engineering, 2020;91(12):742–748.Dar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., et al. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Dar'Enkov AB, Samoyavchev I, Khvatov OS, et al. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017;108:14002.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., et al. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering, 2017, 88(5):253-258.Sen'kov AP, Dmitriev BF, Kalmykov AN, et al. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering. 2017;88(5):253-258.Губанов Ю.А., Калинин И.М., Корнев А.С., и др. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем. Морские интеллектуальные технологии, 2019, №1-1(43), С. 103–109.Gubanov YA, Kalinin IM, Kornev AS, et al. Directions of improvement for ship unified power systems. Marine Intelligent Technology. 2019;1-1(43):103-109.Zhu, Sipeng, Ma Zetai, Zhang, Kun, et al. Energy and exergy analysis of the combined cycle power plant recovering waste heat from the marine two-stroke engine under design and off-design conditions. Energy. 2020. Т. 210. №118558.Zhu Sipeng, Ma Zetai, Zhang Ku, et al. Energy and exergy analysis of the combined cycle power plant recovering waste heat from the marine two-stroke engine under design and off-design conditions. Energy. 2020;210:118558. doi: 10.1016/j.energy.2020.118558.Zhu Sipeng, Zhang Kun, Deng, Kangyao. A review of waste heat recovery from the marine engine with highly efficient bottoming power cycles. Renewable & sustainable energy reviews 2020.Т. 120. № 109611.Zhu Sipeng, Zhang Kun, Deng Kangyao. A review of waste heat recovery from the marine engine with highly efficient bottoming power cycles. Renewable & sustainable energy reviews. 2020;120:109611. doi: 10.1016/j.rser.2019.109611.Geertsma R.D., Visser, K., Negenborn R.R. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy. 2018. Т. 228. С. 2490-2509Geertsma RD, Visser K, Negenborn RR. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy. 2018;228:2490-2509. doi: 10.1016/j.apenergy.2018.07.080Mondejar, M.E., Andreasen, J.G., Pierobon, L., et al. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews. 2018. Т. 91. №126-151.Mondejar ME, Andreasen JG, Pierobon L, et al. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews. Book: 91. 2018;91:126-151. doi: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Савенко А.Е., Голубев А.Н. Обменные колебания мощности в судовых электротехнических комплексах // Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. Иваново, 2016. 172 с.Savenko AE, Golubev AN. Exchange power fluctuations in ship electrotechnical complexes. Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina. Ivanovo, 2016. 172 p.Савенко А.Е., Савенко П.С. Влияние люфта на амплитуду обменных колебаний мощности в автономных электротехнических комплексах // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20. № 5-6. С. 46-54.Savenko AE, Savenko PS. Influence of backlash on amplitude of exchange power fluctuations in autonomous electric power equipment. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(5-6):46-54.Savenko A.E. Development of Method for Eliminating Exchangeable Power Fluctuations in Shipboard Electrical Systems. Proceedings - 2019 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2019.С. 234-238.Savenko AE. Development of Method for Eliminating Exchangeable Power Fluctuations in Shipboard Electrical Systems. Proceedings - 2019 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2019;2:234–238.Tyutikov V.V., Panteleev E.R., Zhilnikova Y.F. Analysing impact of transfer function zeros in controlled object on parametric sensitivity of systems synthesized by method of aggregated controller analytical design (ACAD). Proceedings - 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2020, 2020, 9111877.Tyutikov VV, Panteleev ER, Zhilnikova YF. Analysing impact of transfer function zeros in controlled object on parametric sensitivity of systems synthesized by method of aggregated controller analytical design (ACAD). Proceedings - 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2020, 2020, 9111877.Алейников А.В., Голубев А.Н., Мартынов В.А. Разработка уточненной математической модели синхронного двигателя с постоянными магнитами для расчетов в реальном времени // Вестник ИГЭУ. 2017. №. 5. С. 37-43.Aleynikov AV, Golubev AN, Martynov VA. Development of a mathematical model of synchronous permanent magnet motor for real-time calculations. Vestnik IGEU. 2017;5:37-43.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.