ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы обусловлена тем, что при длительных рейсах (более 20 суток) расход топлива на выработку электроэнергии может достигать 60% общих эксплуатационных затрат. При этом нагрузка на СЭЭС меняется каждые 2–4 часа в зависимости от режима плавания: запуск насосов и компрессоров, работа систем кондиционирования, применение подруливающих устройств при маневрах, включение бытового оборудования. Особенно остро проблема проявляется на судах с переменным профилем нагрузки — снабженческих, буксирных, рыболовных траулерах [1].
Цель настоящей работы — обосновать оптимальное количество работающих ДГ и разработать алгоритм рационального распределения активной мощности между ними, позволяющий снизить удельный расход топлива в условиях переменной нагрузки. В статье предложена методика, не требующая замены оборудования и основанная на применении стандартных судовых средств автоматизации [2].
АНАЛИЗ РЕЖИМОВ НАГРУЗКИ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Для разработки эффективной стратегии управления составом работающих генераторов необходимо изучить характер изменения нагрузки в различных условиях эксплуатации. Анализ суточных ведомостей работы СЭЭС для судов типа снабженец и буксир показал, что коэффициент неравномерности нагрузки, определяемый как отношение максимальной мощности к минимальной, в среднем составляет 2,8–3,4 [3].
Наибольшие пики потребления (кратковременно до 110% номинальной мощности одного ДГ) приходятся на одновременный пуск двух компрессоров, палубных механизмов и подруливающего устройства при швартовке. В ходовом режиме нагрузка более стабильна и колеблется в пределах 55–75% суммарной мощности работающих генераторов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
Алгоритм может быть реализован на судах с системой автоматизированного управления СЭЭС (например, на базе контроллеров Siemens S7 или аналогичных). Для внедрения требуется:
- установка цифровых датчиков активной мощности на каждом генераторе (если штатно не предусмотрены);
- доработка программного обеспечения панели управления с добавлением модуля прогнозирования и оптимизации;
- обучение вахтенного персонала работе с обновленной системой (алгоритм принимает решения автоматически, но экипаж должен иметь возможность ручного вмешательства).
Затраты на модернизацию (закупка датчиков и программирование) оцениваются в 200–300 тыс. рублей для одного судна, что окупается в течение 3–4 рейсов при текущей стоимости топлива. При этом оборудование не требует замены — все изменения относятся к программно-аппаратной части.
Важной особенностью является то, что алгоритм не привязан к конкретной марке ДГ и может адаптироваться под любые типы генераторов путем ввода индивидуальных топливных характеристик в базу данных контроллера.
ВЫВОД
По результатам проведенного исследования можно сделать следующий вывод. Рекомендуется дальнейшее развитие методики в сторону учета теплового состояния генераторов, а также интеграции с судовой системой мониторинга технического состояния для повышения надежности при экстремальных условиях эксплуатации.
Список литературы
- Бартош, А. И. Электрика. Просто о сложном : практическое руководство / А. И. Бартош. – Москва : Эксмо, 2023. – 256 с.
- Бутырин, П. А. Электротехника : учебник для среднего профессионального образования / П. А. Бутырин, О. В. Толчеев, Ф. Н. Шакирзянов ; под общ. ред. П. А. Бутырина. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Академия, 2021. – 320 с.
- Все об электрике. Современная иллюстрированная энциклопедия / [авт.-сост. В. В. Красников]. – Москва : АСТ, 2022. – 192 с.
