Mathematical model of steady operation of ship electrical complexes

Abstract

Currently, existing control systems for parallel operation of diesel-generator units do not control the presence of power exchange fluctuations and do not limit their level. Research conducted earlier led to the discovery of the negative impact of power exchange fluctuations between parallel-working diesel-generator units on the quality of the produced electrical energy and on the operation of electrical engineering complexes as a whole. In this regard, the development of methods for identifying the presence and level of power exchange fluctuations in electrical engineering complexes is relevant. The article examines the issue of ensuring the stable operation of ship electrical engineering complexes. When conducting research, real oscillograms of exchange and in-phase power fluctuations are used, taken during joint-parallel operation of diesel-generator units, common bus bars of the main switchboard. One of the problems of electro technical ship complexes of marine vessels is considered appearance of alternating and in-phase power fluctuations when diesel-generator units are connected in parallel. To eliminate such fluctuations, it is necessary to influence the speed regulators and change their transmission coefficients so as not to disturb the stable operation of the entire electro technical complex of the ship. It is necessary to determine the permissible range of change of gain coefficients of frequency regulators of jointly parallelconnected generators to preserve the stable operation of shipboard power plants of marine vessels. The results of mathematical modeling allow us to conclude that it is necessary to limit the change in the values of gain coefficients of frequency regulators. Based on the results of mathematical modeling, it is possible to recommend limiting the change in gain coefficients of frequency regulators during parallel operation. It is proposed to limit the change in gain coefficients of frequency regulators while eliminating power exchange fluctuations. У даний час існуючі системи керування паралельною роботою дизель-генераторних агрегатів не контролюють наявність обмінних коливань потужності та не обмежують їх рівень. Дослідження, що проводилися раніше, призвели до виявлення негативного впливу обмінних коливань потужності між паралельно працюючими дизель-генераторними агрегатами на якість вироблюваної електричної енергії і на роботу електротехнічних комплексів в цілому. У зв'язку з цим актуальним є розробка способів ідентифікації наявності та рівня обмінних коливань потужності в електротехнічних комплексах. У статті розглядається питання забезпечення сталої роботи суднових електротехнічних комплексів при проведенні досліджень використовуються реальні осцилограми обмінних та синфазних коливань потужності, зняті при спільно-паралельній роботі дизель-генераторних агрегатів загальні шини головного розподільного щита. Однією з проблем електротехнічних суднових комплексів морських суден вважається поява обмінних та синфазних коливань потужності при спільно-паралельному включенні дизель-генераторних агрегатів. Для усунення таких коливань необхідно здійснювати вплив на регулятори частоти обертання та змінювати їх коефіцієнти передачі так, щоб не порушувалася стійка робота всього електротехнічного комплексу судна. Необхідно визначити допустимий діапазон зміни коефіцієнтів посилення частотних регуляторів спільно-паралельно включених генераторів для збереження сталої роботи суднових електростанцій морських суден. Результати математичного моделювання дозволяють зробити висновок про необхідність обмеження зміни значень коефіцієнтів посилення частотних регуляторів. На основі результатів математичного моделювання можна рекомендувати обмежити зміну коефіцієнтів посилення частотних регуляторів при паралельній роботі. Запропоновано обмежити зміну коефіцієнтів посилення частотних регуляторів при усуненні обмінних коливань потужності.