USING SUPERCONDUCTING MAGNETIC ENERGY STORAGE IN THE ELECTRIC NETWORKS OF A SHIP COMPLEX

The application area of ship electric drive is expanding. The engines of boats, barges and motor ships, large and small river and sea vessels need reliable, timely and affordable power supply. The proposed method of braking and reversing the propeller drive with screws allows to store braking energy in the energy storage devices and subsequently use this energy in the electric power systems of high-power vessels of both civilian and navy, containing propeller motors, for which it is necessary to ensure the operation of the electric propulsion system with a high energy efficiency indicator without using the damping blocks of the braking energy of the propeller motors (brake resistors blocks).The water regime of complex waterworks and lock systems can also be regulated by using superconducting magnetic energy storage (SMES) as an energy source. Based on the analysis of the various types of drives, a method for eliminating short-term interruptions in the power supply of powerful consumers is proposed. The design of the energy storage device and its communication device with the electric network are considered. In this model, a converter with bi-directional valves of the “voltage source” topology based on IGBT transistors is selected, it is economical and has the highest performance, the current can flow in two directions, and the voltage on the source side does not change polarity, which means that the blocking device does not required. To ensure navigation in the cold waters of the Arctic, icebreakers are used, which have electrical transmission to the screws. The case of using SMES while ensuring the installation speed at the time forcing icebreaker speed is discussed in the paper. This study tests the system of a superconducting coil in the MATLAB/Simulink software environment, presenting it as a direct current source that should respond to a voltage dip in the power grid. To test the system for compensating for the voltage dip in the power supply network, a model of the power part of the network converter and the vector control system is proposed. The results of the work are graphs of computer simulation of processesin the network and inverter, showing the reaction of the coil to the voltage disappearance.

Inverter, IGBT-transistors, inductive energy storage, renewable energy sources, automation, pulse-width modulation, phase-locked loop, energy storage, voltage dip

1. Муньос-Гихоса Х. М. Применение активного выпрямителя в качестве компенсатора токов искажений в распределительных сетях 6-10 кВт / Х. М. Муньос-Гихоса, С. Б. Крыльцов, С. В. Соловьев // Записки Горного института. - 2019. - Т. 236. - С. 229-238. DOI: 10.31897/PMI.2019.2.229.

2. Shonin O. B. A fast digital algorithm for identifying the type of asymmetrical faults occurred in a three-phase network / O. B. Shonin, S. B. Kryltcov // 2017 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - IEEE, 2017. - Pp. 1016-1021. DOI: 10.1109/EIConRus.2017.7910729.

3. Костин В. Н. Компьютерное моделирование режимов работы систем электроснабжения с нелинейной нагрузкой / В. Н. Костин, В. А. Сериков // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2019. - Т. 25. - № 1. - С. 19-29. DOI: 10.18721/JEST.25102.

4. Жуковский Ю. Л. Классификация инструментов инвестиционной поддержки технологий интегрированных энергетических систем / Ю. Л. Жуковский, А. Д. Булдыско, А. А. Халтурин, А. М. Блинов, М. Н. Крук, А. С. Семенов // Российский экономический интернет-журнал. - 2019. - № 3. - С. 29-30.

5. Костин В. Н. Моделирование несинусоидальных режимов работы систем электроснабжения / В. Н. Костин, А. В. Кривенко, В. А. Сериков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2019. - № 7. - С. 394-405.

6. Алексеев Г. М. Особые случаи морской практики / Г. М. Алексеев. - М.: Морской транспорт, 1959. - 339 c.

7. Иванова Т. С. Обеспечение устойчивой работы частотно-регулируемого привода шахтной подъемной установки при провалах напряжения / Т. С. Иванова, О. Б. Шонин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2017. - № 6. - С. 53-67.

8. Пат. 2328408 Российская Федерация, МПК B63H 21/17, B63B 38/00. Способ разгона и торможения судна-электрохода при отходе-подходе его к пирсу с электрическим питанием от береговой сети / В. Ф. Веревкин, К. А. Реков; заяв. и патентообл. Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского. - № 2006145749/11; заявл. 21.12.2006; опубл. 10.07.2008, Бюл. № 19.

9. Kostin V. N. Higher harmonics and limiting thereof in power supply systems of different voltages / V. N. Kostin, V. A. Serikov, I. A. Sherstennikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2019. - Vol. 378. - Is. 1. - Pp. 012051. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012051.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018616323. Имитационная модель электрической сети с частотно-регулируемым электроприводом (ЧРП), звеном источника бесперебойного питания (ИБП) и активным выпрямителем (АВ) / Т. С. Иванова; заяв. и патентообл. Санкт-Петербургский горный университет. - № 2018613466; заявл. 09.04.2018; опубл. 29.05.2018.

11. Ivanova T. S. Development of a power transformer residual life diagnostic system based on fuzzy logic methods / T. S. Ivanova, V. I. Malarev, A. V. Kopteva, V. Yu. Koptev // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2019. - Vol. 1353. - Is. 1. - Pp. 012099. DOI: 10.1088/1742-6596/1353/1/012099.

12. Белоусов И. В. Сравнительный анализ методов широтно-импульсной модуляции / И. В. Белоусов, В. Ф. Самосейко, Л. М. Бровцинова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 2. - С. 420-429. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-2-420-429.