АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НЕПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИМИ ГЕНЕРАТОРАМИ НА КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ КАЖДОГО ГЕНЕРАТОРА

Аннотация

В статье проводится анализ того, как влияет непропорциональное распределение активных и реактивных составляющих общей электрической мощности на коэффициенты мощностей, приходящихся на каждый из дизель-генераторных агрегатов (ДГА), работающих параллельно. Приведены выражения, отображающие зависимость коэффициента мощности нагрузки того или иного генераторного агрегата от характера общей электрической нагрузки и от соотношения распределяемых между генераторами активных и реактивных составляющих тока нагрузки. Показано, что при пропорциональном распределении нагрузки коэффициенты мощности нагрузок, приходящихся на каждый из ДГА, работающих параллельно, оказываются одинаковыми и равными коэффициенту мощности общей электрической нагрузки. Выполнен обзор требований классификационных обществ к тому, как должна распределяться нагрузка между параллельно работающими ДГА на примере Правил классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства и рассмотрены допустимые отклонения от требуемого распределения электрической нагрузки. Проанализирована возможность использования приведенного метода непропорционального распределения электрической нагрузки между параллельно работающими ДГА в рамках допустимых отклонений для уменьшения суммарного удельного расхода топлива ввиду неодинаковости характерных зависимостей удельного расхода топлива q (P, cosφ) от мощности нагрузки и коэффициента мощности для каждого генераторного агрегата, которые имеют место даже для генераторных агрегатов одинаковой номинальной мощности и серии, и в особенности при длительном периоде эксплуатации. Приведены примеры пропорционального и непропорционального распределения нагрузки для двух генераторных агрегатов различных номинальных мощностей с заданными значениями общего тока нагрузки, отношения номинальных мощностей генераторов (коэффициент пропорциональности) и предполагаемого распределения нагрузки между ними.

Ключевые слова

дизель-генераторный агрегат, удельный расход топлива, параллельная работа, пропорциональное распределение, непропорциональное распределение мощности, коэффициент мощности нагрузки, ток нагрузки, активная и реактивная составляющие

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Правила классификации и постройки морских судов. - СПб.: РМРС, 2017. - 807 с.
Пат. 2645387 Российская Федерация, МПК H 02 P 9/04, F 02 D 25/00. Способ распределения нагрузки между параллельно работающими судовыми дизель-генераторными агрегатами / Н. А. Алексеев, А. А. Виноградов, С. Е. Кузнецов; заяв. и патентообл. ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». - № 2017118845; заявл. 30.05.2017; опубл. 21.02.2018. - Бюл. № 6.
Кузнецов С. Е. Потери и коэффициент полезного действия судового синхронного генератора / С. Е. Кузнецов // Эксплуатация морского транспорта. - 2009. - № 3. - С. 67-71.
Кузнецов С. Е. Влияние нагрузки и коэффициента мощности на коэффициент полезного действия судового синхронного генератора / С. Е. Кузнецов, Ю. В. Кудрявцев // Судостроение. - 2011. - № 5. - С. 29-32.
Кузнецов С. Е. Влияние нагрузки и коэффициента мощности на расход топлива судового дизель генераторного агрегата / С. Е. Кузнецов, Ю. В. Кудрявцев // Судостроение. - 2011. - № 6. - С. 30-32.
Кузнецов С. Е. Удельный расход топлива судового дизель-генератора / С. Е. Кузнецов, А. А. Виноградов // Тезисы докладов V МНК «Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии», 21 - 27 мая 2017. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2017. - С. 141-143.
Виноградов А. А. Распределение нагрузки при параллельной работе судовых дизель-генераторных агрегатов с учетом расхода топлива / А. А. Виноградов, С. Е. Кузнецов // Сб. тезисов докладов национальной ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. - С. 21-22.
Кузнецов С. Е. Удельный расход топлива и потери мощности судового дизель-генератора / С. Е. Кузнецов, О. О. Башкирев, А. А. Виноградов // Транспортное дело России. - 2017. - № 5. - С. 176-179.
Виноградов А. А. Исследование распределения нагрузки судовых дизель-генераторных агрегатов при их параллельной работе / А. А. Виноградов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 2. - С. 373-379. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-2-373-379.
Rao K. S. Optimal scheduling of diesel generators in offshore support vessels to minimize fuel consumption / K. S. Rao, P. J. Chauhan, S. K. Panda, G. Wilson, X. Liu, A. K. Gupta // Industrial Electronics Society, IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE. - IEEE, 2015. - Pp. 004726-004731. DOI: 10.1109/IECON.2015.7392838.
Chauhan P. J. Fuel efficiency improvement by optimal scheduling of diesel generators using PSO in offshore support vessel with DC power system architecture / P. J. Chauhan, K. S. Rao, S. K. Panda, G. Wilson, X. Liu, A. K. Gupta // Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2015 IEEE PES Asia-Pacific. - IEEE, 2015. - Pp. 1-6. DOI: 10.1109/APPEEC.2015.7380963.
Rao S. S. Engineering optimization: theory and practice / S. S. Rao. - John Wiley & Sons, 2009. - 840 p. DOI:10.1002/9780470549124.
Wu W. Optimal power generation scheduling of a shipboard power system / W. Wu, D. Wang, A. Arapostathis, K.Davey // Electric Ship Technologies Symposium, 2007. ESTS’07. IEEE. - IEEE, 2007. - Pp. 519-522. DOI: 10.1109/ESTS.2007.372135.

Об авторах

Виноградов Андрей Александрович - доцент

Eric_esseker@mail.ru, kaf_saees@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»