船舶及海洋工程平台电力负荷分析.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2015年第31卷第1期（总第101期）电气与自动化船舶及海洋工程平台电力负荷分析王鹏，王敏（中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011）摘要：电力负荷分析是确定船舶及海洋工程平台的电站及发电机容量与配置的基础和依据。通过对不同种类船舶及海洋工程平台工况和作业流程的深入剖析，结合目前常用的电力负荷分析方法，对相关的无功功率、电压等级、网络损耗和电站配置等问题进行分析和探讨。整个流程可供船舶及海洋工程平台的电气设计人员参考。关键词：船

2、舶；海洋工程平台；电力负荷；作业流程；工况中图分类号：U665.12文献标志码：A文章编号：2095-4069(2015)01-0059-03Abstract:Electricalloadanalysisisafoundationandbasisfordeterminingthecapacitiesandconfigurationsofbothpowerstationandgeneratorsetsonboardtheshipsandoffshoreplatforms.Throughintensiveanalysison

3、operationconditionsandworkproceduresofvariousshiptypesandoffshoreplatformsandhavingmadeuseofthegeneralelectricalloadanalysismethod,thispaperanalyzesanddiscussesthereactivepower,voltageclass,networkloss,powerstationconfigurationandsoon.Thewholeprocesscouldbeprovid

4、edasforreferenceoftheelectricaldesignersofshipsandoffshoreengineeringplatforms.Keywords:ship;offshoreengineeringplatform;electricalload;workingprocedure;operationcondition0引言电力负荷分析是船舶设计的基础，是确定船舶电站及发电机的容量与配置的依据。随着现代船舶技术的高速发展，船舶电力系统日益庞大、电力设备的高速更新和应用以及使用工况愈来愈多，这些都对经

5、典的电力负荷分析提出了更高的要求，特别是在海洋工程平台项目中。比如深水半潜式钻井平台，几千台设备的运控过程都涉及电力，且运行工况可达近十种。因此，需进一步研究这类船舶的电力负荷分析方法，以及对于相应引出的问题，例如功率因数的选择、电压等级的选择、电站配置的考虑等进行详细的剖析。1作业工况在进行电力负荷分析之前，首先应了解船舶的各种作业流程及工况。不同类型、不同用途的船舶差异甚大。1)运输类的船舶工况大致相同，可以分为：航行、进出港、压载、装卸货、停泊、应急等几个工况；2)工程类船舶比如布缆船，作业流程及工况有航行、布设、

6、埋设、捞缆、修理登陆、修理布设、停泊、应急等工况；3)海洋工程如半潜式钻井平台，作业流程及工况就相对较多：航行、正常天气动力定位、恶劣天气动力定位、故障情况动力定位、正常钻井、重负荷钻井工况、起下钻、停泊、应急等工况。2电力负荷分类2.1推进定位类负荷用于船舶推进或者船舶动力定位时需要使用的负荷，随着电力推进技术的广泛使用，推进电机，推进收稿日期：2014-05-05第一作者简介：王鹏，男，1978年生，高级工程师。2001年毕业于武汉理工大学工业电气自动化专业（本科），2008年上海交通大学工程硕士，现主要从事船舶及海

7、洋工程电气设计工作。60船舶与海洋工程2015年第1期变压器以及推进变频器组成了推进定位类负荷的主要设备。在电力推进的船舶或者海洋工程中，推进定位类负荷占据了最大的份额，通常占到电站总容量70%以上。推进定位类负荷与船舶尺寸和航速有关。动力定位负荷还需考虑不同的风、浪、流环境，以及船舶尺寸和自身的受风面积。推进定位类负荷在不同的作业工况和环境条件下差别很大。2.2公用负荷船舶在正常运行时所需的公共负荷，包括辅发电机系统、机舱辅助系统、空调系统、冷藏系统、通风系统、电力系统、照明系统、通信系统等等。此部分的负荷与环境条件以

8、及作业工况无关，在船舶运行各工况下相对稳定。2.3作业类负荷船舶及海洋工程由于不同作业需要所配置的相关负荷，例如钻井平台、钻井船的钻井负荷、物探船的测量负荷、起重船的起重负荷、敷管船、布缆船的布设负荷、运输类船舶的驳运负荷等等。此部分的负荷与船舶功能、工作工况息息相关。在不同的作业条件下功率差别非常突出。2.4应急负