Компьютерное моделирование единой высоковольтной судовой электроэнергетической системы с пропульсивными комплексами типа Azipod в нормальных и аварийных режимах работы

• Автор: Егоров, Лев Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ современных ЕВСЭЭС
1.1 Основные особенности современных ЕВСЭЭС
1.2 Особенности современных ГЭУ
Выводы к главе
Глава 2. Математические модели элементов ЕВСЭЭС
2.1. Математическая модель высоковольтного бесщёточного синхронного генератора
2.2 Математическая модель электронного автоматического регулятора напряжения генераторного агрегата
2.3 Математическая модель приводного дизельного двигателя
с электронным автоматическим регулятором частоты вращения
2.4 Математические модели ЕВСЭС
2.5 Математические модели статической нагрузки
2.6 Математические модели пропульсивных трансформаторов
2.7 Математические модели полупроводниковых преобразователей частоты
2.8 Математические модели гребных электродвигателей
2.9 Математические модели ГЭУ
Выводы к главе
Глава 3. Компьютерное моделирование ЕВСЭЭС с комплексами типа Аг1рос
3.1 Общие сведения о среде моделирования МАТЕАВ-81шиНпк
3.2 Создание компьютерной модели ЕВСЭС
3.3 Создание компьютерной модели ГЭУ с комплексом типа Аг1роб
3.4 Настройка параметров электронных регуляторов напряжения и частоты
3.5 Исследование переходных процессов в ЕВСЭЭС с комплексами типа
Аг1рос
Выводы к главе
Глава 4. Компьютерное моделирование ЕВСЭЭС в нормальных и аварийных режимах работы
4.1 Особенности ЕВСЭЭС судов с системами динамического позиционирования
4.2 Микропроцессорные системы управления и защиты ЕВСЭЭС
4.3 Алгоритмы функций системы управления ЕВСЭЭС
4.4 Компьютерное моделирование нормальных режимов в ЕВСЭЭС
4.5 Компьютерное моделирование аварийных режимов в ЕВСЭЭС
Выводы к главе
Заключение
Список использованных сокращений
Литература
Приложение 1. Паспортные данные элементов ЕВСЭЭС танкера
«Михаил Ульянов»
Приложение 2. Экспериментальные данные процессов в ЕВСЭЭС танкера
«Михаил Ульянов»
Приложение 3. Методика математического моделирования автоматизированных единых высоковольтных судовых электроэнергетических систем с использованием компьютерных технологий
Приложение 4. Акты внедрения результатов диссертации
Введение
Актуальность темы. Единые высоковольтные судовые электроэнергетические системы (ЕВСЭЭС) - это такие системы, в которых одни и те же генераторные агрегаты вырабатывают электроэнергию для питания гребных электрических установок (ГЭУ) и других судовых приёмников. Гребные электрические установки, благодаря ряду достоинств, таких как высокие регулировочная и перегрузочная способности, высокий КПД на долевых нагрузках и т.д., находят широкое применение на судах различного назначения. Мощности ЕВСЭЭС довольно значительны, в результате чего, для снижения массы и габаритов электрооборудования используется высокое напряжение до 15 кВ, при этом, для питания общесудовых приёмников электроэнергии используются понижающие трансформаторы.
Всё большее распространение на судах с ЕВСЭЭС получают ГЭУ с комплексами типа Агіроб, хорошо зарекомендовавшие себя в арктических условиях. Такие комплексы применяются как на судах, так и на плавучих буровых объектах в составе систем динамического позиционирования (СДП). В связи с увеличением числа таких судов возникает необходимость более детального исследования их ЕВСЭЭС и происходящих в них процессов в нормальных и аварийных режимах эксплуатации.
В ЕВСЭЭС возможны следующие режимы работы: автономная работа высоковольтной дизель-генераторной установки с питанием общесудовой нагрузки (стояночный режим);
работа ГЭУ с постоянной или медленно изменяющейся частотой вращения ГЭД (ходовой режим);
режим динамических изменений упоров ГЭД (швартовный режим или режим динамического позиционирования судна).
Нормальным режимом работы ЕВСЭЭС называется режим, в котором её функционирование осуществляется при заданных условиях работы. К нормальным режимам следует отнести: подключение и отключение нагрузки;

Таким образом математическая модель бесщёточного синхронного генератора с учётом насыщения будет иметь вид:
ud = ~rid + PVd + (i + *)vv uq = ~riq ~ P¥q +Q + s)V'd',
— if + Td0 pip f
0 = iD +TDpy/D;
0 - iQ +TQpy/Q; me =¥diq +¥qid +TjPs;

lad ld

^idpi f ' (pid )’
ещ = X^+IqI
¥d = -xjd + e,dfl
¥ D =

^ rds

1 f +

' id/j '
J id pi '
Л/ Л/ ¥q = xsiq + eiq;

/, =-Л id, + P¥d, +0 + *)¥< „ = -^i4l ~P¥q, +0 + s)¥d
UA ~ z/i + TAoP¥/ ¥dt = ~xd}di +if;
¥a, = xi
Ч і 91 ’

Ui = kuJ(udJ + k,)2 • ;
if = k. -Ж )2 + К У ■
(2.11)