probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2024-26-1-51-63probener-2963Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSИсследование режимов работы электротехнического комплекса танкера AIONStudy of operating modes of the AION tanker electrical power systemСавенкоА. Е.SavenkoA. E.

Александр Евгеньевич Савенко, канд. техн. наук, доцент

кафедра "Электрооборудование судов и автоматизация производства"

Республика Крым; Керчь 

Alexandr E. Savenko

Republic of Crimea; Kerch

Savenko-70@mail.ruГабриэльИ. В.GabrielI. V.

Игорь Владимирович Габриэль, курсант 5-го курса

Республика Крым; Керчь 

Igor V. Gabriel

Republic of Crimea; Kerch

Керченский государственный морской технологический университетРоссияKerch State Maritime Technological UniversityRussian Federation2024240420242615163Copyright © Савенко А.Е., Габриэль И.В., 20242024Савенко А.Е., Габриэль И.В.Savenko A.E., Gabriel I.V.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/2963   ЦЕЛЬ

   ЦЕЛЬ. Рассмотреть вопрос автоматизации современных морских судов с высокой степенью их электрификации. Целью исследования является анализ электротехнического комплекса танкера AION для выяснения возможного возникновения нештатных явлений при параллельной работе генераторных установок и методов их устранения.

   МЕТОДЫ

   МЕТОДЫ. В статье произведен анализ электротехнического комплекса и устройств автоматического управления танкера AION. Особое внимание уделено исследованию систем, обеспечивающих производство и распределение электрической энергии между потребителями. Отмечено широкое применение современных систем автоматического управления на базе компьютерной техники в судовой электростанции. Показаны обширные возможности управления судовой электроэнергетической установкой в различных ежедневных или аварийных ситуациях. Программное и аппаратное обеспечение судовой системы PMS позволяет сократить потребление топлива, масла и других важных ресурсов при помощи автоматического регулирования нагрузки на дизель-генераторы, задачи временных периодов подачи топлива в цилиндры, управление выпускными и пусковыми клапанами.

   РЕЗУЛЬТАТЫ

   РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены экспериментальные осциллограммы исследований параллельной работы дизель-генераторных установок, на которых зафиксированы обменные колебания мощности. Амплитуда обменных колебаний достигает 40 % от установившегося значения, а их период составляет 600 – 800 мс в зависимости от режима работы судового электротехнического комплекса. Во время снятия этих осциллограмм включена судовая нагрузка и не производится пусков и остановок каких-либо мощных потребителей, то есть имеет место квазиустановившийся процесс.

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложено внедрение в систему управления судовой электростанцией функции устранения обменных колебаний мощности. Для реализации необходимо добавить блок, получающий информацию со всех параллельно работающих дизель-генераторных установок, и адаптивно корректирующий настройки регуляторов частоты.

   THE PURPOSE

   THE PURPOSE. Consider the issue of automation of modern sea vessels with a high degree of electrification. The purpose of the study is to analyze the electrical power system of the AION tanker to determine the possible occurrence of abnormal phenomena during parallel operation of generator sets and methods for eliminating them.

   METHODS

   METHODS. The article analyzes the electrical power system and automatic control devices of the AION tanker. Particular attention is paid to the study of systems that ensure the production and distribution of electrical energy between consumers. The widespread use of modern computer-based automatic control systems in ship power plants has been noted. The extensive possibilities for controlling a ship's electrical power plant in various daily or emergency situations are shown. The software and hardware of the ship's Power Management System allows you to reduce the consumption of fuel, oil and other important resources by automatically regulating the load on diesel generators, timing the supply of fuel to the cylinders, and controlling exhaust and starting valves.

   RESULTS

   RESULTS. Experimental oscillograms of studies of the parallel operation of diesel generator sets were obtained, in which power exchange oscillations were recorded. The amplitude of power exchange oscillations reaches 40 % of the steady-state value, and their period is 600 - 800 ms, depending on the operating mode of the ship's electrical power system. During thecollection of these oscillograms, the ship's load is turned on and no starts or stops of any powerful consumers are made, that is, a quasi-steady process takes place.

   CONCLUSION

   CONCLUSION. It is proposed to introduce a function for eliminating power exchange oscillations into the ship power plant control system. To implement it, it is necessary to add a block that receives information from all parallel operating diesel generator sets and adaptively adjusts the settings of the frequency regulators.

электротехнический комплексавтоматизациядизель-генераторавтоматическое управлениеглавный распределительный щитаварийный распределительный щитсистема контроляобменные колебания мощностиelectrical power systemautomatizationdiesel-generatorautomatic controlmain switchboardemergency switchboardcontrol systempower exchange oscillationsReferencesХватов О.С., Тарпанов И.А., Кузнецов П.В. Судовая электроэнергетическая система с обратимой валогенераторной установкой по схеме машины двойного питания и дизель-генератором переменной частоты вращения. Вестник Астраханского государственного технического университета, 2021, № 3. С. 93–100.Khvatov O. S., Tarpanov I. A., Kuznecov P. V., Ship power plant with reversible shaft generator unit operating by dual-power machine scheme and variable speed diesel generator. Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2021, № 3. P. 93–100.Dar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., Sugakov V. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Dar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., Sugakov V. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Gracheva E. I., Alimova A.N. Calculating Methods and Comparative Analysis of Losses of Active and Electric Energy in Low Voltage Devices. International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), 2019. 361-367.Gracheva E. I., Alimova A.N. Calculating Methods and Comparative Analysis of Losses of Active and Electric Energy in Low Voltage Devices. International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), 2019. 361-367.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering, 2017, 88(5), pp. 253–258.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering, 2017, 88(5), pp. 253–258.Губанов Ю. А., Калинин И. М., Корнев А. С., Кузнецов В. И., Сеньков А. П. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем. Морские интеллектуальные технологии, 2019, № 1-1(43), стр. 103–109.Gubanov Y. A., Kalinin I. M., Kornev A. S., Kuznetsov V. I., Sen'kov A. P. Directions of improvement for ship unified power systems. Marine Intelligent Technology, 2019, №1-1(43), pp. 103–109.Zhu, Sipeng; Ma, Zetai ; Zhang, Kun ; Deng, Kangyao. 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, Том: 210, Номер статьи: 118558 DOI: 10.1016/j.energy.2020.118558.Zhu, Sipeng; Ma, Zetai ; Zhang, Kun ; Deng, Kangyao. 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, Том: 210, Номер статьи: 118558 DOI: 10.1016/j.energy.2020.118558.Авдеев, Б. А. Интеллектуальные энергоэффективные системы морских судов. Вестник Керченского государственного морского технологического университета. – 2021. – № 4. – С. 99-113.Avdeyev B. A. Intelligent energy-efficient systems of marine vessels. Bulletin of the Kerch State Maritime Technological University. 2021; 4: 99-113.Mondejar, M. E.; Andreasen, J. G.; Pierobon, L.; Larsen, U; Thern, M.; Haglind, F. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews, 2018, Vol: 91, pp.: 126-151 DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Mondejar, M. E.; Andreasen, J. G.; Pierobon, L.; Larsen, U; Thern, M.; Haglind, F. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews, 2018, Vol: 91, pp.: 126-151 DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Грачева 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.Грачева Е.И., Алимова А.Н., Абдуллазянов Р.Э. Анализ и способы расчета потерь активной мощности и электроэнергии в низковольтных цеховых сетях. Вестник КГЭУ. 2018;4(40):53-65.Gracheva E.I., Alimova A.N., Abdullazjanov R.Je. Analiz i sposoby rascheta poter' aktivnoj moshhnosti i jelektrojenergii v nizkovol'tnyh cehovyh setjah. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo universiteta. 2018;4(40):53–65.Мещеряков В.Н., Черкасова В.С., Мещерякова О.В. Коррекция системы векторного управления асинхронным электроприводом / Системы управления и информационные технологии, 2015. № 3(61). C. 36-38.Meshherjakov VN, Cherkasova VS, Meshherjakova OV. Korrekcija sistemy vektornogo upravlenija asinhronnym jelektroprivodom. Sistemy upravlenija iinformacionny etehnologii. 2015;3(61): 36-38.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 A.E, Golubev A.N. 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 A.E, Savenko P.S. 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., Savenko P.S. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings – 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering. pp. 400–405.Savenko A.E., Savenko P.S. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings – 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering. pp. 400–405.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 A.V, Golubev A.N, Martynov V.A. 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.