Колебания мощности в единых судовых электроэнергетических системах с гребными электрическими установками

ЦЕЛЬ. Рассмотреть применение гребных электрических установок в составе судовых электротехнических комплексов с единой электроэнергетической системой. Выделить винторулевые колонки как особый вид электродвижения морских судов в северных широтах. Исследовать единые электроэнергетические системы с гребной электрической установкой на предмет существования в них колебаний мощности. Предложить методы и средства для устранения колебаний мощности в таких системах.

МЕТОДЫ. Для проведения исследований рассмотрена единая электроэнергетическая система с электрическими винторулевыми колонками единственного в мире асимметричного ледокола «Балтика». Детально проанализированы все основные элементы такой системы. Проведены экспериментальные исследования, направленные на изучение режимов работы единой электроэнергетической системы.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены экспериментальные осциллограммы токов параллельно работающих дизель-генераторных агрегатов в различных режимах. Отмечено существование обменных и синфазных колебаний мощности при работе единой электроэнергетической системы ледокола «Балтика». Приведены данные об отрицательном влиянии колебаний мощности на работу электротехнического комплекса ледокола.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование морских судов ледового класса является крайне важной задачей для Российской Федерации. Установка блоков, устраняющих обменные и синфазные колебания мощности, позволит повысить надежность и эффективность использования морских судов с электрическими винторулевыми колонками при обслуживании добычи углеводородов на арктическом шельфе.

1. Хватов 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.

2. 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.

3. Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electricpower systems. Russian Electrical Engineering, 2017. 88(5). С. 253–258.

4. 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.

5. 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. Т. 210.

6. 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.

7. Ившин И.В., Низамиев М.Ф., Владимиров О.В., Ваньков Ю.В. Измерительнодиагностический комплекс для диагностики энергетических установок. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.2014. № 3-4. С. 109-114.

8. 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.

9. 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. 2490-2509

10. Mondejar 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. 97. С.126-151.

11. 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.

12. 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.

13. 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. С. 400–405.

14. 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.

15. Савенко А.Е., Савенко П.С. Влияние постоянных времени регуляторов частоты на амплитуду обменных колебаний мощности в автономных дизельных электростанциях. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань, 2020. № 1. С. 136–144.