[发明专利]基于频率检测的电力推进系统快速减载量的整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶工程故障处理技术领域，特别涉及一种基于频率检测的电力推进系统快速减载量的整定方法。

背景技术

与传统的船舶动力系统相比，电力推进系统具有调速范围广、驱动力大、易于正反转、体积小、布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点，逐渐成为船舶动力装置的主要发展方向。与此同时，电力推进船舶的用电设备也随之增加，功率也随着增加，船舶电力推进系统及电网的管理也变得更加复杂。相对于陆地上的电力系统及电网来说，船舶电站(主要由发电机组及配电板组成)容量较小，电网输电线较短，且海洋环境的相对恶劣、复杂、多变还使得电气设备的损耗更大，此外，在一些情况下还需要船舶发电机组根据多种不同的运行工况提供不同的输出功率，由此使得船舶电力推进系统相比陆地电力系统，更容易出现一些系统故障，不良的系统故障容易导致经济收入损失甚至安全问题，因此在发生船舶电力推进系统故障时，例如发电机组跳闸，例如通过快速减载等方法来对船舶电力推进系统尽快实施保护和控制，以保证船舶的稳定运行，就显得至关重要。

目前很多的电力推进系统减载策略存在以下缺陷：

1、通常是在发生故障后快速减掉负载，虽然能够尽快实现对船舶电力推进系统的保护和控制，但是未考虑负载减掉之后对在网发电机组的工作效率的不利影响，不能使船舶的性能得到最大程度的发挥，进而影响船舶的经济效益；

2、部分减载系统复杂，无法使减载系统得到充足的时间进行一个信息的反馈，数据传输的实时性比较差，对整个船舶系统的保护质量造成很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于频率检测的电力推进系统快速减载量的整定方法，能有效地解决发生故障后的减载量与仍然工作的发电机组工作效率之间的矛盾，保障船舶运行的安全性与经济性。

为了实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现的：

基于频率检测的电力推进系统快速减载量的整定方法，包括以下步骤：

步骤1：通过频率观察控制器实时监测所述电力推进系统的电网频率，在所述电力推进系统发生故障后有至少一台发电机组跳闸时，获得所述电力推进系统的电网频率变化量；

步骤2：定义在所述电力推进系统发生故障后的所述电力推进系统的瞬态阶跃负载ΔP_tran(k,N_f)：

式中，N_f为跳闸的发电机组的数量；k为所述电力推进系统电网中的发电机组总量；P_gi为发生故障前的发电机组的负载；

步骤3：根据所述瞬态阶跃负载ΔP_tran计算每台仍然工作的发电机组的阶跃负载和瞬态负载，其中，所述瞬态阶跃负载为：

所述瞬态负载为每台所述仍然工作的发电机组的故障前负载与其瞬态阶跃负载之和，即：P_tran,gi(k,N_f)＝P_gi+ΔP_tran,gi(k,N_f)；

上式中，H_i为每台所述仍然工作的发电机组的惯性时间常数，P_r,gi发生故障后所述仍然工作的所承担的负载，即功率输出量；

步骤4：根据所述瞬态负载计算用于所述电力推进系统的理论减载量ΔP_FLR,gi：

ΔP_tran,gi(k,N_f)＝ΔP_tran,gi(k,N_f)-min(a_maxP_r,gi-P_gi,ΔP_gi)；

式中，ΔP_gi为所述仍然工作的发电机组可接受的瞬态阶跃负载，a_max为所述仍然工作的发电机组的功率系数；

步骤5：根据所述电力推进系统电网上仍然工作的所有发电机组的能力以及所述理论减载量整定出实际减载量；

1)过量瞬态阶跃负载减载，即当发生所述故障时，需在最大安全时间内减掉超出仍然工作的所有发电机组能够承担的负载量以外的量，即实际减载量其中，为仍然工作的发电机组可接受的最大瞬态阶跃负载，所述最大安全时间取决于步骤1中的电网频率变化量；