Исследование режимов работы электротехнического комплекса танкера AION

   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. 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. 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. 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.

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., Sugakov V. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Авдеев, Б. А. Интеллектуальные энергоэффективные системы морских судов. Вестник Керченского государственного морского технологического университета. – 2021. – № 4. – С. 99-113.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.