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全新、智能和互联的开发，使得配备燃气发动机的北极 LNG 运输船拥有更安全和可用性更高的电力破冰系统。 Ice Mode 是 ABB 船舶与港口业务部开发的新型控制技术，并在DSME HN2418内部进行调试。DSME HN2418 是装备基于 Azipod? 电力推进系统的 Yamal 冰级LNG运输船系列中的第一艘运输船。Ice Mode 是互联和控制功能的一系列组合，使Yamal 电力推进 LNG 运输船能够通过由蒸发气驱动的双燃料发动机来提高破冰操纵的可用性。在大多数情况下，双燃料发动机运行时间更长，几乎不需要从蒸发气切换到船用柴油，大大提高远洋 ARC 7 冰级 LNG 运输船营运的经济型和安全性。只有利用独立推进控制装置（PCUs）之间的互联方可提高可用性和安全性。该 PCU 是由 ABB 海事与港口业务部提供的稳定、成熟且效能高的产品。15年多以来，此产品一直持续交付。 重中之重的问题是应对典型的电力推进冰级 LNG 运输船的交流电网快速减载。在船舶破冰时，如螺旋桨叶片撞到大块冰便会发生快速减载。在这种情况下，电机转子因为吊舱螺旋桨叶片卡在冰块上而急速堵转，所以当推进变频器调速到输出最大转矩时，需要的功率和转速陡然下降，从而造成突然减载。一般负载与所产生的动力之间的不平衡会被原动机—靠 LNG 储罐蒸发气运行的柴油发动机—视为减载，导致更快地旋转，然后，调速器采取需要快得足以抵消几乎瞬时发生的负载损失的斜降动作来减慢发动机的转速，使发动机转速快速斜降。然而，由于当发动机为天然气模式时，快速减载不可能行得通，因此，发动机必须切换到船用柴油模式。为了配合调速器的减载过程，在这种情形下，ABB标准解决方案是设计一种电力系统，可通过使用制动电阻负载箱，让部分负载暂时保留在电网中。这为天然气的主机减载争取了额外的时间，以加热电阻为代价，符合燃气模式的特性。 Ice Mode 功能连接独立推进控制装置（PCUs），实现对电网中的各类高容量电力负载的最佳使用，从而将上述理念向前推进一步。最重要的是，如果电站在母联开关闭合情况下，其他推进变频器的直流母线也会承受电压升高并用各自的制动电阻消耗能量。此外，假如其他Azipod当前运行性能未达到峰值，部分负载可被这些 Azipod占用。当然，电力负载再分配本质上是短暂的，因为据推测，始发事件—碰撞冰块的吊舱停车或进行机械制动是暂时的，很快就会恢复正常运行。 Ice Mode 包含两个主要部分：1.分数算法在可用功率与实际功率有差异时会起作用；2.更复杂的互联系统的安全运行所需的各类保护机构。负载差异的局部计算需要所有的推进控制装置（PCUs）相互之间进行连接，以及关键测量数据进行有效和及时交换。同样地，保护功能的实现需要借助于临界状态参数之间的通信以及所有位置上的机械给所有推进控制装置（PCUs）的状态反馈。通过ABB 久经考验的 AC800MTM控制器技术以及面向快速的、高质量和简单设计的独立通信推进控制装置（PCU）应用程序之间的应用程序间通信（IAC）协议，可轻松地实现所需要的通信。 Ice Mode 算法可动态并敏锐地将瞬时电力负载从停车或制动的Azipod转移到网络中的其他可用负载—如可用负载箱和运行性能未达到峰值的其他Azipod的负载储备。 该算法提供与现有系统相比，质性不同的、可用性更好且更高的双燃料主机式破冰系统。这通过巧妙地让系统剩余负载的互补功能发挥作用，同时使用闭合母联开关的电站。一方面，剩余的Azipod速度有点慢，但是，在制动或停运延长的情况下使用通过转动电力机械得到的高容量负载，其使用可达到最佳效果。另一方面，容量和负载率有限但反应快捷的电阻负载箱用于瞬时反应，但必须快速卸载，以防止生热以及避免在未来事件中发生联锁。最后，还考虑并采用了有关减少柴油燃烧气体进而减少供电的一种可行方案。 Ice Mode 的保护功能主要在于测量 Azipod过扭矩操作的周期和强度，以及计算 Azipod驱动的直流链传输给电阻负载箱的电流脉冲的周期、强度和占空比。内部模型用于模拟转移到电阻负载箱和 Azipod 励磁器。对模型进行监控并升级，以使联锁装置得到安全放置，并且能发布警报和事件，用以提示因机械的操作限制而导致的系统处理进一步干扰的能力降低。 |
ABB Ice Mode 破冰工况
2018/6/22 8:11:41 来源：网络
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