Метод статистического моделирования нагрузки на ЭВМ

Указанный метод представляет собой использование метода статистических испытаний для суммирования нагрузок отдельных приемников соответственно законам распределения их вероятностей. Для реализации данного метода составляется таблица, включающая графы 1-7 таблицы 6.1 и графы 1-6 таблицы 6.2, заполненные как указано выше. На основании данных граф 5 и 6 таблицы 6.2 по этому методу для каждого расчетного режима компонуются массивы числовых значений мощностей и соответствующих им вероятностей, которые являются исходными данными для статистического моделирования нагрузок на ЭВМ. Программы, реализующие указанные расчеты, приводятся в отраслевых стандартах. В них производится суммирование нагрузок отдельных приемников с учетом характера их нагрузки (см. таблица 6.3) и выдача значений математического ожидания М и среднеквадратичного отклонения σ результирующей нагрузки генераторов для заданного эксплуатационного режима. Расчетная активная мощность в режиме для выбора генераторов определяется по формуле

P_P=k_П(М+βσ),

где k_П=1,03-1,04; β=2; М=S P_СP.

2. Выбор оптимального числа и мощности генераторов

Правильный выбор числа и мощности генераторов судовой электростанции имеет важное значение, так как предопределяет экономичность работы станции, скорость расхода общего моторесурса агрегатов электростанции, объем и вес установки, схему и конструкцию ГРЩ, схему распределения электроэнергии, объем и характер средств автоматизации, объем профилактических и ремонтных работ, трудозатраты на их выполнение и техническое обслуживание.

При выборе числа и мощности судовой электростанции руководствуются следующими технико-экономическими требованиями.

1. Мощность выбираемых генераторов и их число должны обеспечивать наименьшую себестоимость электроэнергии, вырабатываемой станцией.

2. Общую установленную мощность генераторов электростанции определяют по режиму максимальной нагрузки. В зависимости от нагрузки по остальным режимам производят деление этой мощности по отдельным агрегатам. При этом намечают несколько конкурирующих вариантов состава генераторов электростанции. Проводят их анализ по технико-экономическим показателям и осуществляют выбор оптимального варианта, пользуясь эвристическими и другими методами принятия решений.

Загрузка выбранных генераторов при работе в длительных режимах (ходовой, стоянка) должна составлять 70-90% номинальной. При работе в кратковременных режимах (съемка с якоря, аварийный) загрузка дизель-генераторов может быть уменьшена до 50-69%, турбогенераторов – до 40-50%, валогенераторов до любого уровня.

3. Количество генераторов судовой электростанции в большинстве случаев принимается равным от двух до четырех.

При выборе числа генераторов следует предусматривать такой резервный агрегат, мощность которого позволила бы заменить при выходе из строя любой из генераторов электростанции, обеспечивая в ходовом и аварийных режимах работу потребителей ответственного назначения. Суммарной мощности оставшихся источников должно хватать для запуска самого мощного электрического двигателя наибольшим пусковым током.

Общая мощность длительно параллельно работающих генераторов электростанции должна быть не более 3000 кВт (при напряжении 400 В) по условию предельной коммутационной способности автоматических выключателей.

Подход к выбору генераторов электростанции, согласно которому на судно устанавливается три генератора одинаковой мощности, из которых любой один может обеспечивать ходовой режим, весьма интересен, так как позволяет второй агрегат держать в резерве, а третий агрегат ремонтировать или осматривать на ходу судна, что полностью согласуется с требованиями по продлению эксплуатационного периода работы судна. Кроме того, комплектация станции, обеспечивающая ходовой режим одним из трех генераторов, сокращает среднегодовое время работы каждого агрегата и, следовательно, годовой расход суммарного моторесурса станции, что увеличивает календарные сроки проведения профилактических осмотров и ремонтов, уменьшает годовые трудозатраты на эти работы.

На пароходах, где силовой установкой является комплекс котел-паровая турбина, в качестве основных и резервных источников электроэнергии электростанции применяются турбогенераторы и дизель-генераторы.

На теплоходах, где силовой установкой является комплекс с двигателями внутреннего сгорания, в качестве основных и резервных источников электроэнергии используются дизель-генераторы.

Валогенераторы и утильтурбогенераторы применяются в качестве основных ходовых источников электроэнергии, а при наличии дизель-генераторов – как резервные источники.

В качестве аварийных и стояночных источников электроэнергии применяют в основном дизель-генераторы. На относительно небольших судах для этих целей используют аккумуляторные батареи.

4. При выборе числа и мощности генераторов надо стремиться к установке агрегатов, равных по мощности и одинаковых по конструкции, что облегчает эксплуатацию станции, позволяет выравнять расход моторесурсов каждым агрегатом, унифицирует потребность в запасных частях и повышает устойчивость параллельной работы генераторов.

5. Для уменьшения себестоимости вырабатываемой электроэнергии и существенного улучшения работы дизелей, для которых длительная работа с малыми нагрузками вредна, следует устанавливать стояночные дизель-генераторы.

Генераторы переменного тока выбирают по активной мощности Р, однако если средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки оказывается ниже номинального коэффициента мощности выбираемого генератора, то выбор генераторов производят по полной мощности нагрузки S.

Согласно Правил Регистра:

- на каждом судне должно быть предусмотрено не менее двух основных источников электрической энергии. Если этими источниками являются генераторы, то по крайней мере один из них должен иметь собственный независимый привод;

- на судах ограниченного района плавания III (кроме пассажирских) допускается устанавливать только один основной источник электрической энергии, если его мощность менее 20 кВт;

- если основным источником электроэнергии являются аккумуляторные батареи, их емкость должна быть достаточной для обеспечения питания систем, необходимых для движения и безопасности судна в ходовом или аварийном режиме работы;

- на каждом судне, кроме грузовых валовой вместимостью 300 рег. т и менее ограниченных районов плавания II и III, должен быть установлен аварийный источник электрической энергии. Такого источника не требуется на судах, на которых основными источниками электрической энергии являются аккумуляторы, при условии, что по крайней мере одна из установленных батарей по емкости и расположению отвечает требованиям, предъявляемым к аварийному источнику электрической энергии;

- в качестве аварийных источников электрической энергии могут применяться генераторы с первичными двигателями внутреннего сгорания или аккумуляторные батареи;

и др. правила.

Заключение

В заключение необходимо подчеркнуть, что выбирая варианты комплектации электростанции, следует рассмотреть и сопоставить не только варианты установки на судне разного количества генераторов, но и варианты установки различных источников электроэнергии, в частности необходимо рассмотреть экономическую эффективность установки валогенераторов и утилизационных турбогенераторов для электроснабжения потребителей в ходовом режиме.