本文關(guān)鍵詞：深水鉆井船功率管理系統(tǒng)的研究

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【摘要】：目前,我國對(duì)石油消費(fèi)的需求越來越大,已經(jīng)躍居世界第二并且對(duì)石油的需求呈現(xiàn)逐年增長的趨勢(shì)。因此,海洋油氣的開發(fā)顯得尤為重要。最近幾年,海洋油氣的開發(fā)已經(jīng)逐漸從淺海向深海發(fā)展。而鉆井船具有一些其他鉆井平臺(tái)沒有的優(yōu)點(diǎn),如自航能力強(qiáng),機(jī)動(dòng)性好等。鉆井船的一些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使它成為海洋油氣開發(fā)的主要設(shè)備。為了提高鉆井船的穩(wěn)定性,安全性,經(jīng)濟(jì)性,功率管理系統(tǒng)的研究顯得十分重要。本文以3000米作業(yè)水深鉆井船功率管理系統(tǒng)作為研究課題,為了實(shí)現(xiàn)功率管理系統(tǒng)的斷電預(yù)防和燃料消耗最小這兩個(gè)主要功能,把大功率負(fù)載作為研究對(duì)象,對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制與負(fù)載分配。論文主要工作如下:(1)整理并歸納了功率管理系統(tǒng)的組成與功能,并進(jìn)一步對(duì)深水鉆井船功率管理系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了研究、設(shè)計(jì)以及對(duì)鉆井船電力系統(tǒng)進(jìn)行了研究、設(shè)計(jì)。(2)對(duì)螺旋槳負(fù)載進(jìn)行了分析與研究。先對(duì)螺旋槳建模分析,并對(duì)螺旋槳的典型工況進(jìn)行Matlab/Simulink仿真研究,再從螺旋槳的功率特性進(jìn)行計(jì)算分析,提出了基于加速度的推進(jìn)器負(fù)載限制控制方法。然后給出了鉆進(jìn)船功率監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖和推進(jìn)器的監(jiān)控信號(hào)結(jié)構(gòu)框圖。最后,通過實(shí)驗(yàn)得到鉆井船在7種不同工況下的負(fù)載變化特性曲線圖,從而為PMS對(duì)發(fā)電機(jī)組在不同工況下做出相應(yīng)的策略奠定基礎(chǔ)。(3)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制并對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行負(fù)荷分配。先對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)建立仿真模型,然后在Matlab/Simulink仿真中,對(duì)PID、積分分離PID、基于干擾觀測(cè)器的PID這三種控制方法進(jìn)行了比較,并通過Matlab/Simulink仿真結(jié)果說明了當(dāng)采用基于干擾觀測(cè)器的PID控制方法時(shí),超調(diào)量得到明顯的減小,轉(zhuǎn)速控制效果得到了很大的改善。另一方面對(duì)發(fā)電機(jī)組啟停與負(fù)載分配進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo)仿真并對(duì)發(fā)電機(jī)組的在線可用功率進(jìn)行計(jì)算。(4)對(duì)電網(wǎng)斷電故障的原因進(jìn)行分析,然后對(duì)電網(wǎng)斷電時(shí)發(fā)電機(jī)組應(yīng)對(duì)策略分析,再從減負(fù)載方法的探討來確定快速卸載方法,最后給出了電力系統(tǒng)的停電預(yù)防功能控制結(jié)構(gòu)圖。
【關(guān)鍵詞】：鉆井船 功率管理系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速控制 斷電預(yù)防
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.381
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 課題研究的背景和意義12-13
• 1.2 鉆井船功率管理系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 鉆井船的研究13-14
• 1.2.2 功率管理系統(tǒng)的研究14-15
• 1.3 本論文研究的內(nèi)容與方法15-16
• 第2章 鉆井船功率管理系統(tǒng)的組成及功能16-22
• 2.1 功率管理系統(tǒng)的組成與功能16
• 2.2 功率管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究16-19
• 2.2.1 功率管理模式17
• 2.2.2 根據(jù)負(fù)載自動(dòng)增機(jī)/減機(jī)17
• 2.2.3 機(jī)組投入和并聯(lián)運(yùn)行17
• 2.2.4 電力推進(jìn)裝置和鉆井裝置功率限制17-18
• 2.2.5 重載詢問18
• 2.2.6 自動(dòng)分級(jí)卸載及分級(jí)啟動(dòng)18
• 2.2.7 船電向岸電的轉(zhuǎn)換18
• 2.2.8 人機(jī)界面監(jiān)測(cè)功能18
• 2.2.9 斷電恢復(fù)18-19
• 2.3 鉆井船電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究19-20
• 2.3.1 電源裝置19
• 2.3.2 配電裝置19
• 2.3.3 電力網(wǎng)19-20
• 2.3.4 負(fù)載20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 第3章 大功率負(fù)載的分析與研究22-46
• 3.1 螺旋槳負(fù)載特性研究22-26
• 3.1.1 螺旋槳特性參數(shù)分析22
• 3.1.2 淌水螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩分析22-23
• 3.1.3 螺旋槳工作特性曲線23
• 3.1.4 伴流系數(shù)23-24
• 3.1.5 推力減額系數(shù)24-25
• 3.1.6 船舶運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力25-26
• 3.2 螺旋槳負(fù)載數(shù)學(xué)模型26-29
• 3.2.1 有界形式下的四象限螺旋工作特性26-27
• 3.2.2 推力系數(shù)和轉(zhuǎn)矩系數(shù)的求值27-28
• 3.2.3 船機(jī)槳數(shù)學(xué)模型28-29
• 3.3 螺旋槳負(fù)載特性動(dòng)態(tài)仿真29-33
• 3.4 推進(jìn)器負(fù)載限制和功率監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)33-38
• 3.4.1 推進(jìn)器功率系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性34-35
• 3.4.2 推進(jìn)器推力與轉(zhuǎn)矩?fù)p失因素35
• 3.4.3 推進(jìn)器負(fù)載限制控制器35-37
• 3.4.4 推進(jìn)器功率監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)37-38
• 3.5 負(fù)載特性變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析38-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制與負(fù)載分配46-58
• 4.1 柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制研究46-50
• 4.1.1 柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制原理分析46-47
• 4.1.2 干擾觀測(cè)器的基本原理47-48
• 4.1.3 仿真結(jié)果分析48-50
• 4.2 發(fā)電機(jī)組負(fù)載分配控制研究50-55
• 4.2.1 基于負(fù)載狀況的發(fā)電機(jī)組啟停與負(fù)載分配50-54
• 4.2.2 在線可用功率的計(jì)算54-55
• 4.3 負(fù)載分配仿真55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 斷電故障的預(yù)防控制58-68
• 5.1 鉆井船電網(wǎng)斷電故障原因分析及策略的研究58-59
• 5.2 電網(wǎng)斷電時(shí)發(fā)電機(jī)組應(yīng)對(duì)策略分析59-61
• 5.3 減少負(fù)載量分析61-63
• 5.3.1 減去過多的瞬時(shí)負(fù)載階躍量62-63
• 5.3.2 減去瞬時(shí)加載的負(fù)載階躍量63
• 5.4 快速卸載系統(tǒng)控制方法的研究63-65
• 5.4.1 基于有效功率卸載的方法63-64
• 5.4.2 基于頻率卸載的方法64
• 5.4.3 基于突發(fā)事件的卸載方法64-65
• 5.5 斷電預(yù)防65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 總結(jié)與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

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