SIMULATION OF ACTIVE POWER DISTRIBUTION SYSTEM BETWEEN SHIP GENERATORS
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2021.4.1.22Анотація
The review of power distribution issues between generators operating in parallel in multigenerator systems is carried out together with the analysis and elaboration of issues of increasing the fuel efficiency of the power system. In accordance with the requirements of Annexes IV, VI to the 1997 Protocol to the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL) and the provisions on energy efficiency of ships, adopted by the Marine Environment Protection Committee of the International Maritime Organization (IMO MEPC), a number of avoidance requirements release of oil-containing products into the marine environment (Annex IV) and reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere by maritime transport facilities (Annex VI). It is known that the frequency and voltage of the generator depends on the speed of the diesel engine and the excitation voltage of the generator. In turn, the stability of the diesel engine is ensured by regulating the fuel supply. Thus, the achievement of the most economically advantageous mode of operation of the power system, taking into account the requirements of energy security, dictates the need to organize high-quality regulated operation of power units.
Modeling of the microprocessor system of active power distribution between the generators of the ship power system was carried out based on the results of the analysis of the process of active power distribution between the generators operating in parallel according to the following parameters. The network load was active and active-inductive in nature with a capacity of 200 kW and 100 kW and 200 kW. The power of each generator was 315 kW.
To study the transients that occur in the network after the synchronization of generators under different conditions, we used a model of two generators, created using the package MatLab 6.5.
The model of the active power distribution system is presented in the form of a digital finite automatic machine, which generates a signal to change the position of the fuel rail of the drive diesel unit depending on the current load of the generator. Simulation of the process of active power distribution showed that when the period of the clock signal supplied to the digital machine is reduced, the system has unquenchable fluctuations of active power between the generators.
Огляд питань розподілення потужності між паралельно працюючими генераторами в багатогенераторних системах відбувається разом з аналізом та опрацюванням питань підвищення паливної ефективності енергосистеми. Відповідно до вимог Додатків ІV, VI до Протоколу 1997 р. Міжнародної конвенції щодо запобігання забрудненню зі суден (МАРПОЛ) та положенням енергетичної ефективності морських суден, які були прийняті Комітетом по захисту морського середовища Міжнародної морської організації (ІМО MEPC), встановлені ряд вимог щодо уникнення потрапляння нафтовмісних продуктів у морське середовище (додаток ІV) та зниження обсягу викидів вуглекислого газу в атмосферу об'єктами морського транспорту (додаток VI). Відомо, що частота та напруга генератора залежить від частоти обертів дизеля та напруги збудження генератора. В свою чергу, стабільність роботи дизеля забезпечується регулюванням подачі палива. Таким чином, досягнення економічно найвигіднішого режиму роботи електроенергетичної системи з урахуванням вимог енергобезпеки, диктує необхідність огранізації якісної регульованої роботи силових агрегатів.
Моделювання мікропроцесорної системи розподілу активної потужності між генераторами суднової електроенергетичної системи проводилось за результатами аналізу процесу розподілу активної потужності між паралельно працюючими генераторами за наступними параметрами. Навантаження мережі складало активний та активно-індуктивний характер потужністю 200 кBт і 100 кВт і 200 кВт. Потужність кожного генератора 315 кВт.
Для дослідження перехідних процесів, які протікають в мережі після моменту синхронізації генераторів при різних умовах, використовувалась модель із двох генераторів, що створена за допомогою пакету MatLab 6.5.
Модель системи розподілу активної потужності представлена у вигляді цифрового скінченного автомата, який формує сигнал на зміну положення паливної рейки приводного дизельного агрегата в залежності від поточного завантаження генератора. Моделювання процесу розподілу активної потужності показало, що при зменшенні періоду тактового сигналу, що подається на цифровий автомат, в системі виникають незгасаючі коливання активної потужності між генераторами.
Посилання
Vishnevskij, L.V., & Tumolskij, A.P. (2015). Soglasovannoe upravlenie avtonomnoj elektroenergeticheskoj ustanovkoj. Elektrotekhnicheskie i kompyuternye sistemy. 19 (95), 150–153.
Baranov, A. P. (2005). Sudovye avtomatizirovannye elektroenergeticheskie sistemy. Sankt Peterburg: Sudostroenie.
Woud, H.K., & Stapersma, D. (2003). Design of propulsion and electric power generation systems. London: IMarEST Publications.
Yushkov, Ye.O. (2016). Modelyuvannya rezhimiv roboti sudnovoyi energetichnoyi ustanovki kombinovanogo propulsivnogo kompleksu iz sistemoyu keruvannya na osnovi elektronnikh regulyatoriv. Elektrotekhni`ka i elektromekhanika. 6, 39–44.
Vishnevskij, L. V., Veretennik, A. M., & Vojteczkij, I. E. (2007). Vy`bor kriteriya dlya oczenki proczessa vklyucheniya generatorov na parallel`nuyu rabotu. Avtomatika. Avtomatizacziya. E`lektrotekhnicheskie kompleksy` i sistemy`. Kherson. 2, 136–139.
Mukha, N.I. (2017). Perspektivnaya komponovka sudovykh avtonomnykh elektroenergeticheskikh system. Visnik Naczionalnogo tekhnichnogo universitetu «Kharkivskij politekhnichnij institut». 27(1249), 285–288.
D.Harel (1987).Statecharts:A visual formalism for complex systems. Science of computer programming, 8,. .231–274.
Drankova, A.O., Mukha, N. I., & Shestaka A. I. (2014). Laboratoriya mikrokontrollernogo upravleniya i modelirovaniya elektromekhanicheskikh sistem. Elektrotekhnicheskie i kompyuternye sistemy. Nauchno-tekhnicheskij zhurnal. Kiyiv: Tekhnika. 15(91), 435–440.
