СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ НА ОСНОВЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

  • Сергей Емельянович Кузнецов Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова http://orcid.org/0000-0002-8605-192X
  • Николай Андреевич Алексеев Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова http://orcid.org/0000-0001-6132-260X
  • Андрей Александрович Виноградов Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова http://orcid.org/0000-0003-4192-4034

Аннотация

Приведена зависимость удельного расхода топлива судового дизель-генераторного агрегата от вырабатываемой электрической мощности и коэффициента мощности. Приведен алгоритм распределения нагрузки между параллельно работающими судовыми дизель-генераторными агрегатами с учетом зависимостей удельного расхода топлива от вырабатываемой мощности и коэффициента мощности каждого судового дизель-генераторного агрегата. Рассмотрена возможность использования нейронных сетей для решения задачи минимизации удельного расхода топлива при параллельной работе судовых дизель-генераторных агрегатов в установившемся режиме. Предложена нейросетевая модель снижения расхода топлива путем распределения общей электрической нагрузки судовой электростанции между дизель-генераторами, работающими параллельно. Такая модель на основании базы данных, полученных в процессе обучения, которое реализуется микропроцессорными контроллерами с заложенными в них алгоритмами поиска комбинации мощностей, приходящихся на каждый из параллельно работающий генератор, при которых достигнут минимальный расход, самостоятельно определяет, как необходимо нагружать агрегаты, работающие в параллель, чтобы достичь минимизации расхода топлива; а также периодически проверяет соответствие между предполагаемым (рассчитанным) и фактическим расходами топлива, что обеспечивает контроль технического состояния механизмов.

Сведения об авторах

Сергей Емельянович Кузнецов, Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры cудовых автоматизированных электроэнергетических систем

Николай Андреевич Алексеев, Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова

кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой судовых автоматизированных электроэнергетических систем

Андрей Александрович Виноградов, Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова

доцент кафедры cудовых автоматизированных электроэнергетических систем

Литература

[1] Meyer R.T. et al. Hybrid Optimal Power Management of a Ship. ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Vol. 4B: Dynamics, Vibration, and Control, pp. V04BT04A007, 2014. 10 p. DOI: 10.1115/IMECE2014-38181
[2] Giannoutsos S.V., Manias S.N. Energy management and D/G fuel consumption optimization in the power system of marine vessels through VFD-based process flow control. 2015 IEEE 15th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC). Rome, pp. 842-850, 2015. DOI: 10.1109/EEEIC.2015.7165274
[3] Lundh M. et al. Estimation and optimization of vessel fuel consumption. IFAC-PapersOnLine. 2016; 49(23):394-399. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.10.436
[4] Skovorodnikov E.I., Lifanov M.V., Anisimov A.S. The comparative analysis of the overall performance diesel engines PD1М and 1-PD4D under operating conditions. Izvestia Transsiba = Journal of Transsib Railway Studies. 2010; 3(3):32-44. (In Russian)
[5] Rules for the classification and construction of ships [Pravila klassifikacii i postrojki morskih sudov]. SPb.: RMRS, 2015. 807 p. (In Russian)
[6] Kuznetsov S.Ye., Kudryavtsev Yu.V., Vinogradov A.A. Estimation of electricity quality at the vessel in the operation process. Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova. 2017; 9(6):1320-1329. (In Russian) DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-6-1320-1329
[7] Kuznetsov S.Ye. Losses and efficiency of ship synchronous generator. Ekspluatatsiya morskogo transporta. 2009; 3:67-71. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=12947687 (accessed 02.07.2018). (In Russian)
[8] Vinogradov A.A. et al. Specific fuel consumption of ship diesel generator. Marine technology and engineering. Safety of the marine industry. Kaliningrad: KGTU, pp. 141-143, 2017. (In Russian)
[9] Kuznetsov S.Ye., Kudryavtsev Yu.V. Effect of load and power factor on the efficiency of the ship's synchronous generator. Sudostroyeniye. 2011; 5:29-32. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17035265 (accessed 02.07.2018). (In Russian)
[10] Kuznetsov S.Ye., Bashkirev O.O., Vinogradov A.A. Specific fuel consumption and ship diesel generator losses. Transport Business of Russia. 2017; 5:176-179. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=30734732 (accessed 02.07.2018). (In Russian)
[11] Kuznetsov S.Ye., Kudryavtsev Yu.V. Effect of load and power factor on fuel consumption of marine diesel generator set Sudostroyeniye. 2011; 6:30-32. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17255608 (accessed 02.07.2018). (In Russian)
[12] Alekseev N.A., Vinogradov A.A., Kuznetsov S.Ye. Sposob raspredeleniya nagruzki mezhdu parallel'no rabotayushchimi sudovymi dizel'-generatornymi agregatami [The method of load distribution between parallel working ship di-generator sets]. Patent RF, no. 2645387, 2018.
[13] Dar'yenkov A.B., et al. Research of control system of frequency of rotation of the shaft diesel generator hybrid wind farm. Trudy NGTU im R.E. Alekseyeva. 2015; 3:231-237. (In Russian)
[14] Dar'yenkov A.B., Khvatov O.S. Control system of autonomous diesel generator characterized by alternating frequency rotation of shaft. Trudy NGTU im R.E. Alekseyeva. 2013; 5:303-3-8. (In Russian)
[15] Khvatov O.S., Dar'yenkov A.B., Polyakov I.S. Neural Network Algorithm of Control System of Fuel Supply of Frequency Rotation Diesel Generator Set. Vestnik of Ivanovo State Power Enginiring University. 2013; 3:50-53. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=19125155 (accessed 02.07.2018). (In Russian)
[16] Rao K.S., Chauhan P.J., Panda S.K., Wilson G., Liu X., Gupta A.K. Optimal scheduling of diesel generators in offshore support vessels to minimize fuel consumption. IECON 2015 - 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Yokohama, 2015. Pp. 004726-004731. DOI: 10.1109/IECON.2015.7392838
[17] Chauhan P.J., Rao K.S., Panda S.K., Wilson G., Liu X., Gupta A.K. Fuel efficiency improvement by optimal scheduling of diesel generators using PSO in offshore support vessel with DC power system architecture. 2015 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC). Brisbane, QLD, pp. 1-6, 2015.
DOI: 10.1109/APPEEC.2015.7380963
[18] Rao S.S. Engineering optimization: theory and practice. 4th ed. John Wiley & Sons, 2009. 813 p.
[19] Wu W., Wang D., Arapostathis A., Davey K. Optimal power generation scheduling of a shipboard power system. IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS 2007). Arlington, Virginia, U.S.A., May 21-23, pp. 519-522, 2007. DOI: 10.1109/ESTS.2007.372135
[20] Khan M.M.S., Faruque M.O. Energy storage management for MVDC power system of all electric ship under different load conditions. 2017 IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS). Arlington, VA, pp. 192-199, 2017. DOI: 10.1109/ESTS.2017.8069280
Опубликована
2018-09-30
Как цитировать
КУЗНЕЦОВ, Сергей Емельянович; АЛЕКСЕЕВ, Николай Андреевич; ВИНОГРАДОВ, Андрей Александрович. СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ НА ОСНОВЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 14, n. 3, p. 603-608, sep. 2018. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/426>. Дата доступа: 28 mar. 2024 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201803.603-608.
Раздел
Когнитивные информационные технологии в системах управления