海工船并联电站稳定性测试实录

一、测试背景与目标

某新型海洋工程船在完成主推进系统调试后，需对由3台主发电机组（2×2000kW+1×1200kW）组成的并联电站进行稳定性测试。测试重点包括：不同负载工况下的功率分配均衡性、突发故障下的冗余响应能力、多机组并联时的频率/电压波动控制，以及极端工况下的系统恢复能力。测试依据CCS《钢质海船入级规范》及IMO相关标准，旨在验证电站能否满足深海科考作业的高可靠性需求

二、测试准备与方案设计

硬件配置

采用模块化岸电系统模拟真实供电环境，配置IGBT变频电源实现6.6kV/60Hz与400V/50Hz双模式输出，通过四象限整流技术保障功率双向流动测试平台集成振动台与温控系统，模拟±5°横倾、-20℃~50℃环境工况。

软件调试

部署智能监控系统实现：

功率分配：基于比例-积分-微分（PID）算法动态调整各机组出力，误差控制在±2%以内

故障模拟：预设12类典型故障场景（如逆功率、短路、频率突变），验证保护装置响应时间≤200ms

数据采集：1000Hz采样率记录电压/电流波形、温升曲线及保护动作逻辑

三、核心测试过程

1. 基础并联性能测试

同步精度验证：通过相位锁定环（PLL）技术实现并车断路器合闸相角差°，频率偏差<0.1Hz

负荷突变测试：在80%额定负载下突加500kW冲击负荷，系统频率恢复时间秒，电压波动范围±5%

功率分配验证：2000kW机组承担62%负载，1200kW机组承担38%，符合容量比例±5%的分配要求

1. 极限工况挑战

单机故障冗余：切除最大机组后，剩余系统在15秒内自动重构供电拓扑，维持85%负载运行

多故障叠加测试：模拟电网短路+冷却水断流复合故障，系统在300ms内完成故障机组隔离，备用机组启动时间秒

极端环境测试：-20℃低温下连续运行72小时，各机组温升控制在ISO 8528标准限值内

四、关键问题与解决方案

功率振荡问题

在1500kW负载时出现0.8Hz低频振荡，通过优化自动电压调节器（AVR）的增益系数，将振荡幅值降低至可接受范围

保护逻辑冲突

发现两机组逆功率保护存在竞争现象，调整保护装置的延时梯度（主机组0.3s，辅机组0.5s），消除误动作风险

五、测试结论

经72小时连续运行验证，电站系统达成以下指标：

并联运行效率≥92%

故障恢复成功率100%

年度非计划停机时间小时 为深海钻井、科考作业提供可靠电力保障，相关技术已申请3项发明专利

鸣途电力深耕船舶电力系统领域15年，专注为海工装备提供智能配电解决方案。核心技术涵盖：

智能并联控制：采用自适应负荷分配算法，实现多机组功率误差<1.5%

能源优化管理：通过数字孪生技术降低15%燃油消耗

故障预诊断系统：基于机器学习的早期故障识别准确率超98% 服务覆盖全球30+国家，为FPSO、科考船等高端海工平台提供定制化电力保障，助力绿色航运发展。