Preview

Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova

Advanced search

IMPROVING THE QUALITY OF ELECTRIC ENERGY IN SHIP POWER SYSTEMS

https://doi.org/10.21821/2309-5180-2021-13-1-87-101

Abstract

At present, with the rise in the cost of energy resources and the negative impact of the marine fleet on the environment, the problem of energy efficiency in the shipping industry is becoming important. Most of the technical processes carried out on a ship board are somehow associated with the consumption of electrical energy, which, in turn, leads to stricter requirements for the quality of electrical energy. This is explained by the fact that the various consumers of electrical energy are designed to operate at certain values of electrical parameters such as rated current, rated voltage, rated frequency of the electrical network. In this case, it is necessary to take into account the fact that, due to the inhomogeneity of current-voltage characteristics, a large number of consumers can adversely affect the symmetry of voltage and current. This phenomenon can be partially reduced by introducing electrical energy converters to power consumers, including electric motors, which also allows the speed to be controlled in a wide range. However, commutations occurring in conversion technology will be a source of higher harmonics. In order to minimize the influence of semiconductor converters of electrical energy on the network, manufacturers can implement the following technical solutions: increasing the number of voltage ripples in the input rectifier; installation of a network choke; the use of an active harmonic filter; the use of smoothing filters in the DC link. The ways to improve the quality of electrical energy by introducing higher harmonic filters are discussed in the paper. Equations are written to determine the parameters of the elements included in the filters. A computer model of the considered electric power plant in the environment of dynamic modeling of technical systems SimInTech has been compiled. The graphs of voltage and current changes at active-inductive load are taken.

Keywords


About the Authors

V. V. Romanovskiy
Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping
Russian Federation


A. S. Bezhik
Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping
Russian Federation


References

1. Litwin W. Energy efficient and environmentally friendly hybrid conversion of inland passenger vessel / W. Litwin, W. Lesniewski, J. Kowalski // Polish Maritime Research. - 2017. - Vol. 24. - Is. 4. - Pp. 77-84. DOI: 10.1515/pomr-2017-0138.

2. Сеньков А. П. Судовые единые электроэнергетические системы / А. П. Сеньков, Б. Ф. Дмитриев, А. Н. Калмыков, Л. Н. Токарев // Электротехника. - 2017. - № 5. - С. 8-13.

3. Романовский В. В. Судовые гибридные электроэнергетические системы с распределенной шиной постоянного тока / В. В. Романовский, В. А. Малышев, А. С. Бежик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 3. - С. 591-605. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-3-591-605.

4. Салимова А. К. Методы повышения качества электроэнергии в судовых электроэнергетических системах / А. К. Салимова, С. С. Исмаилов // Водний транспорт. - 2019. - № 1 (28). - С. 189-198. DOI: 10.33298/2226-8553/2019.1.28.29.

5. Шереметьев А. Н. Моделирование гребной электрической установки с преобразователем частоты / А. Н. Шереметьев, А. А. Марченко // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй международной научно-технической конференции. - Петропавловск-Камчатский: Камчатский государственный технический университет, 2020. - С. 110-114. DOI: 10.24411/9999-038A-2020-00024.

6. Иванова В. Р. Частотно-регулируемый электропривод для энергосбережения и оптимизации технологических процессов в электротехнических комплексах / В. Р. Иванова, И. Н. Киселев //Известия высших учебных заведений. Проблемы Энергетики. - 2019. - Т. 21. - № 5. - С. 59-70. DOI: 10.30724/1998-9903-2019-21-5-59-70.

7. Sorensen A. J. Toward safer, smarter, and greener ships: Using hybrid marine power plants / A. J. Sorensen, R. Skjetne, T. Bo, M. R. Miyazaki, T. A. Johansen, I. B. Utne, E. Pedersen // IEEE Electrification Magazine. - 2017. - Vol. 5. - Is. 3. - Pp. 68-73. DOI: 10.1109/MELE.2017.2718861.

8. Jeon H. Large-Scale Electric Propulsion Systems in Ships Using an Active Front-End Rectifier / H. Jeon, J. Kim, K. Yoon // Journal of Marine Science and Engineering. - 2019. - Vol. 7. - Is. 6. - Pp. 168. DOI: 10.3390/jmse7060168.

9. Стариков А. В. Влияние широтно-импульсной модуляции на гармонический состав выходного напряжения частотного преобразователя / А. В. Стариков, С. Л. Лисин, Д. Ю. Рокало // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2019. - № 1 (61). - С. 153-166.

10. Лунев В. Г. Способы компенсации высших гармоник / В. Г. Лунев // Наука сегодня: глобальные вызовы и механизмы развития. Материалы международной научно-практической конференции. - Вологда: Общество с ограниченной ответственностью «Маркер», 2020. - С. 45-46.

11. Касьянов А. М. Применение сетевых дросселей для преобразователей частоты / А. М. Касьянов, Э. М. Сафин // Студенческий вестник. - 2020. - № 19-11 (117). - С. 94-95.

12. Пустоветов М. Ю. Моделирование на ЭВМ влияния сетевого дросселя на характеристики преобразователя частоты / М. Ю. Пустоветов // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. - 2018. - № 1 (30). - С. 74-79.

13. Горячев В. Расчет критической индуктивности дросселя сглаживающего фильтра. Часть 2 / В. Горячев, А. Чуприн, М. Савин // Первая миля. - 2019. - № 8 (85). - С. 62-67. DOI: 10.22184/2070-8963.2019.85.8.62.67.

14. Бладыко Ю. В. Сглаживающие фильтры / Ю. В. Бладыко // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2010. - № 2. - С. 36-40.

15. Конесев С. Г. Методика расчета индуктивно-емкостных преобразователей на основе многофункциональных интегрированных электромагнитных компонентов / С. Г. Конесев, Р. Т. Хазиева // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2018. - Т. 22. - № 1 (79). - С. 97-105.

16. Воржев В. Б. Расчет сглаживающих rl-фильтров активно-индуктивных цепей при широтно-импульсном управлении в электрооборудовании автомобилей / В. Б. Воржев, М. А. Сычева, В. И. Купин // Новые материалы и технологии в машиностроении. - 2017. - № 26. - С. 78-83.

17. Вихорев Н. Н. Устройство подавления высших гармоник тока / Н. Н. Вихорев, А. И. Чивенков, Д. А. Алешин, Е. А. Чернов // Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4 (51). - С. 28.

18. Юшков А. Описание и совместное применение сетевых, сглаживающих и моторных дросселей фирмы Elhand Transformatory / А. Юшков // Силовая электроника. - 2008. - № 16. - С. 12-16.

19. Пустоветов М. Ю. О параметрах фильтров для частотно-регулируемого электропривода с асинхронными двигателями / М. Ю. Пустоветов // Электричество. - 2013. - № 5. - С. 41-44.

20. Пустоветов М. Ю. Процедура выбора параметров синус-фильтра при повышенной частоте напряжения / М. Ю. Пустоветов // Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта. - 2019. - Т. 1. - № 1 (6). - С. 146-152.


Review

For citations:


Romanovskiy V.V., Bezhik A.S. IMPROVING THE QUALITY OF ELECTRIC ENERGY IN SHIP POWER SYSTEMS. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova. 2021;13(1):87-101. (In Russ.) https://doi.org/10.21821/2309-5180-2021-13-1-87-101

Views: 269


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2309-5180 (Print)
ISSN 2500-0551 (Online)