No abstract

Применение в судовой единой электроэнергетической системе мощных статических преобразователей, являющихся нелинейной нагрузкой и соизмеримых с мощностью источников, вызывает существенные искажения напряжения в судовой сети. Это отрицательно сказывается на работе многих элементов электростанции, и в первую очередь таких потребителей, как системы автоматики и управления судном. Решение данной проблемы заключается в использовании в составе электростанции стояночного дизель-генератора, выполняющего в настоящее время функции аварийного и специального источника, обеспечивающего живучесть судна. В связи с этим для ряда судов требуется постоянная работа стояночного генератора, при этом его нагрузка будет изменяться в широком диапазоне-от номинальной до минимального значения (20-30 % от PH). Актуальным направлением является разработка и создание дизель-генераторных установок, работающих с изменяемой частотой вращения приводного двигателя в зависимости от нагрузки генератора, обеспечивающих ощутимую экономию топлива (до 10-20 %) в судовой единой энергетической системе. В настоящее время ведутся активные исследования в области моделирования и создания таких установок, однако вопрос поддержания постоянства выходного напряжения и частоты требует проработки. Материалы и методы: Математический расчет, моделирование генераторного агрегата с изменяемой и фиксированной частотой вращения осуществлены в пакете MATLAB Simulink с использованием библиотеки SimPowerSystems, расчет-методом Рунге-Кутта (ode4) с фиксированным шагом. В модели учтены изменения индуктивных составляющих при изменении частоты напряжения на выходе генератора, а также смоделирована кривая намагничивания с учетом насыщения. Дизельный двигатель рассматривается без учета изменения тепловых потерь в разных режимах работы. Результаты: Разработана блок-схема и модель генераторного агрегата с системами автоматического регулирования частоты вращения дизеля, напряжения синхронного генератора, частоты и амплитуды выходного напряжения преобразователя частоты. Для этих систем определены оптимальные параметры и настройка элементов. Выводы: Предложенные системы регулирования параметров выходного напряжения на нагрузке показали высокую статическую и динамическую точность амплитуды и синусоидальность формы благодаря применению простого фильтра низкой частоты. Как показало моделирование, при изменении активной нагрузки синхронного генератора происходит изменение частоты вращения дизеля, что позволяет достигнуть снижения расхода топлива (максимальная экономия составляет 16-22 %), при этом напряжение генератора остается номинальным и поддерживается с высокой точностью. Ключевые слова: автономная электростанция, дизель-генератор, система регулирования напряжения, преобразователь частоты, экономия топлива, регулирование скорости.

No abstract

Abstract. The article presents the method of calculating the power plant fuel consumption on the basis of dieselgenerating installation (DGI) with variable speed for ships with integrated electric propulsion. Application DGI with variable speed allows saving fuel and therefore reducing harmful emissions into the atmosphere. In the paper calculated the fuel efficiency of unified power station on the basis of a variable speed DGI power of 1000 kW.

No abstract