1500米作业水深钻井船功率管理研究

发布时间：2023-09-29 03:34

　　钻井船主要用于海上油气勘探和开采。随着能源需求的日益旺盛,近海可开采资源的减少,钻井船逐渐由浅海领域转向深海领域。钻井船装机功率越来越大,钻井设备越来越多。为了保证钻井船安全稳定、经济高效,功率管理系统的研究显得十分重要。本文以基金项目“1500米作业水深钻井船平台电站系统集成”为基础,以1500米作业水深钻井船功率管理作为研究课题。根据钻井船功率管理的要求,对钻井船的电力系统建模仿真、电力系统断电预防控制及负载波动的抑制等核心技术进行了探讨与研究。其主要工作如下:首先研究1500米作业水深钻井船的电力系统的组成。在对钻井船电力系统的组成进行分析研究基础上,对大功率柴油发电系统进行建模,并结合静态负载和动态负载模型进行仿真,仿真验证了模型的匹配性。其次研究分析钻井船功率管理中断电预防。在分析钻井船电网断电动态过程的基础上,研究现有断电预防方案,采用基于滑模状态观测器的快速减负载系统,提高断电侦测速度,仿真实验验证了该方法的有效性。最后研究分析钻井船功率管理系统中电网波动的抑制。在分析钻井船电网波动产生原因的基础上,给出了混合储能抑制波动的办法。设计了混合储能充放电电路,利用粒子群算法确...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 功率管理系统的研究进展及发展趋势
        1.2.1 研究进展
        1.2.2 发展趋势
    1.3 本文的主要工作
第2章 钻井船功率管理系统组成及其功能
    2.1 功率管理系统的组成
    2.2 功率管理系统的功能
        2.2.1 功率管理工作模式
        2.2.2 根据电网可用功率自动启停发电机
        2.2.3 快速减负载防断电
        2.2.4 推进器功率限制
        2.2.5 重载请求
        2.2.6 人机界面监测
    2.3 本章小结
第3章 1500米作业水深钻井船电力系统建模
    3.1 1500米作业水深钻井船电力系统的组成
    3.2 1500作业水深钻井船电力系统的建模
        3.2.1 柴油机及其调速系统模型
        3.2.2 同步发电机及其励磁系统
        3.2.3 负载
    3.3 电力系统仿真实验
        3.3.1 仿真模型
        3.3.2 电力系统性能评价指标
        3.3.3 电力系统稳定性仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 功率管理中断电预防的研究
    4.1 钻井船断电原因
        4.1.1 发电机故障
        4.1.2 过载
        4.1.3 装置故障
    4.2 钻井船断电的动态过程
    4.3 卸去负载的数量
        4.3.1 卸去部分多余负载
        4.3.2 卸去所有多余负载
    4.4 快速减负载系统卸载方案
        4.4.1 基于可用功率分级卸载
        4.4.2 基于频率分级卸载
        4.4.3 基于事件快速减负载
        4.4.4 基于频率相位反馈(FPBS)快速减负载
    4.5 基于观测器的快速减负载系统
        4.5.1 发电机组的控制模型
        4.5.2 断电侦测的主要思想
        4.5.3 机械转矩估测的观测器
    4.6 仿真实验
    4.7 本章小结
第5章 功率管理中扰动抑制
    5.1 扰动产生的原因及危害
        5.1.1 扰动产生的原因
        5.1.2 扰动危害
    5.2 抑制扰动的方案
        5.2.1 DP推进器推力优化算法
        5.2.2 频率需求转换控制
    5.3 混合储能单元
        5.3.1 混合储能单元元件特性
        5.3.2 混合储能单元充放电电路
        5.3.3 混合储能单元的容量
    5.4 仿真实验
        5.4.1 推进电机启动过程对比
        5.4.2 推进电机反转过程
    5.5 本章小结
总结展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
详细摘要



本文编号：3849207