СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
Аннотация
Рассмотрены дизель-генераторы (ДГ) в автономных судовых электростанциях (СЭС), работающие по регуляторной характеристике с постоянством частоты вращения. Подтверждено, что эксплуатация ДГ при постоянной частоте вращения в широком диапазоне изменения нагрузок имеет ряд негативных последствий. Выбор количества и мощности ДГ СЭС при условии обеспечения их работы с нагрузкой, близкой к номинальной во всех режимах эксплуатации судна, является весьма сложной и на практике практически нереализуемой задачей. Доказано, что традиционным способом решения проблемы является увеличение количества ДГ или использование генераторов разной мощности, что приводит к увеличению стоимости оборудования и снижению массо-габаритных показателей. Отмечается, что современное решение проблемы связано с регулированием ДГ по оптимальной (с точки зрения расхода горюче-смазочных материалов) характеристике, когда частота вращения изменяется в функции нагрузки. Реализация работы ДГ с переменной частотой вращения возможна при комплектации генератора полупроводниковым преобразователем (ПП) и реализации вентильного режима эксплуатации. Использование в составе СЭС вентильных ДГ позволяет использовать генераторные агрегаты одинаковой мощности, при этом сократить их количество. Целесообразно для уменьшения мощности, а, соответственно, и стоимости ПП реализовать два режима эксплуатации ДГ: традиционный - с постоянством частоты вращения при нагрузке, близкой к номинальной, и вентильный - с изменяющейся частотой вращения ДГ. Принципиально по-новому целесообразно реализовать и режим параллельной работы двух ДГ, один из которых может работать в режиме традиционного, а второй - в режиме вентильного генератора. В статье представлены результаты экспериментальных исследований работы ДГ с переменной частотой вращения и предложена структурная схема СЭС с вентильными ДГ нового поколения.
Ключевые слова
генераторный агрегат, дизель-генератор, переменная частота вращения, вентильные генераторы, судовая электростанция, полупроводниковые преобразователи, качество электроэнергии, расход топлива, экспериментальные исследования, структурная схема, quality of electric power
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Куколев А. А. Классификационные требования, предъявляемые к судовым дизель-генераторам / А. А. Куколев // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф. Ф. Ушакова. - 2017. - № 2 (19). - С. 24-26.
Григорьев А. В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных электростанций / А. В. Григорьев, В. Ю. Колесниченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 6 (28). - C. 39-43.
Бурмакин О. А. Имитационная модель судовой электростанции / О. А. Бурмакин, М. П. Шилов, Ю. С. Малышев, С. В. Попов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2016. - № 48. - С. 273-280.
Вишневский Л. В. Включение синхронных генераторов в многоагрегатную судовую электростанцию / Л. В. Вишневский, А. М. Веретенник, И. П. Козырев, И. Е. Войтецкий // Электромашиностроение и электрооборудование. - 2007. - № 68. - С. 26-29.
Григорьев А. В. Перспективы внедрения вентильных газотурбогенераторов на морском флоте / А. В. Григорьев, Р. Р. Зайнуллин, С. М. Малышев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова - 2016. - № 1 (35). - С. 165-169. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-1-165-169.
Коробко Г. И. Разработка и моделирование дизель-генератора с изменяемой частотой вращения в судовой единой электроэнергетической системе / Г. И. Коробко, О. С. Хватов, И. Г. Коробко // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2017. - № 1. - С. 55-61.
Григорьев А. В. Оптимальная регулировочная характеристика дизель-генераторного агрегата / А. В. Григорьев // Электросистемы. - 2006. - № 1 (13). - С. 23-25.
Сугаков В. Г. Внешняя форсировка систем возбуждения судовых синхронных генераторов / В. Г. Сугаков, О. С. Хватов, Ю. С. Малышев [и др.] // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2015. - № 3. - С. 103-111.
Григорьев А. Первый отечественный судовой вентильный дизель-генераторный агрегат переменного тока / А. Григорьев, В. Фатов, С. Малышев // Морской флот. - 2018. - № 5 (1539). - С. 40-42.
Алаев А. В. Распределение реактивной мощности при параллельной работе судовых синхронных генераторов / А. В. Алаев, П. А. Дараган, Р. А. Байбаков // Эксплуатация морского транспорта. - 2016. - № 2 (79). - С. 70-74.
Baldi F. Optimal load allocation of complex ship power plants / F. Baldi, F. Ahlgren, F. Melino, C. Gabrielii, K. Andersson // Energy Conversion and Management. - 2016. - Vol. 124. - Pp. 344-356. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.07.009.
Ancona M.A. Efficiency improvement on a cruise ship: Load allocation optimization / M.A. Ancona, F. Baldi, M. Bianchi, L. Branchini, F. Melino, A. Peretto, J. Rosati // Energy Conversion and Management 164 (2018): 42-58. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.02.080.
Zahedia B. Optimized efficiency of all-electric ships by dc hybrid power systems / B. Zahedia, L. E. Norum, K. B. Ludvigsen // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 255. - Pp. 341-354. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.01.031.
Об авторах
Григорьев Андрей Владимирович - кандидат технических наук, доцент
a.grigorev@eds-marine.ru. kaf_saees@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; СПбГЭТУ «ЛЭТИ»Малышев Сергей Михайлович - ассистент, начальник отдела
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»; АО «НПЦ «Электродвижение судов»Зайнуллин Руслан Ринатович - начальник отдела
АО «НПЦ «Электродвижение судов»
