我國深水鉆井平臺閉環(huán)動力系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)重大突破

　　8月22日，煙臺中集來福士海洋工程有限公司自主建造的超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺“藍鯨2號”試航凱旋。在試航中，“藍鯨2號“成功完成了DP3操作模式下的電力系統(tǒng)的閉環(huán)（CloseRing）試驗，本次閉環(huán)試驗是國內(nèi)首次成功完成此項技術(shù)課題，也是海洋工程能源及動力系統(tǒng)優(yōu)化的重大突破，標(biāo)志著中集來福士在該領(lǐng)域技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。

 

　　閉環(huán)系統(tǒng)于2010年推出的最先進的動力技術(shù)，配電系統(tǒng)運行在閉環(huán)結(jié)構(gòu)，不同配電盤組之間通過母聯(lián)開關(guān)連接不同發(fā)電機組運行在一個供電系統(tǒng)下，電網(wǎng)運行主機的個數(shù)是電力管理系統(tǒng)（PMS）基于電網(wǎng)在線負(fù)載來管理控制，當(dāng)電網(wǎng)載荷低時自動減少在線運行主機數(shù)量，電網(wǎng)載荷高時自動啟動備車保證電網(wǎng)供電安全，這樣每臺主機運行在均勻的經(jīng)濟載荷，節(jié)省燃油消耗和設(shè)備維護成本，節(jié)能環(huán)保操作靈活，可縮減主機運行時間35%左右，降低鉆井平臺油耗11%。同時可以有效減少排放，氮氧化合物減少約35%，二氧化碳減少約20%。但是首先要攻克技術(shù)難題，因為不同發(fā)電機組運行在一起，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單點失效故障時，如電力管理和保護系統(tǒng)不能及時、準(zhǔn)確有效隔離故障點會導(dǎo)致整個電網(wǎng)失效等，因此DNV對閉環(huán)電力管理和保護系統(tǒng)要求極高，保護系統(tǒng)需要具備多級保護能力，以及實際測試和驗證。

 

　　閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計、實施及應(yīng)用，集合了中集來福士和相關(guān)供應(yīng)商巨大的心血和努力。在設(shè)計階段，中集來福士與西門子、康斯伯格、瓦錫蘭及挪威船級社進行四次協(xié)同技術(shù)交底，過程中中集來福士開拓創(chuàng)新、持續(xù)改善的專業(yè)精神和工匠意識得到了相關(guān)合作方的高度贊揚。在各方的共同推進下，2014年挪威船級社對閉環(huán)發(fā)布了設(shè)計指引，2015年西門子同中集來福士共同成立了全球首個“閉環(huán)數(shù)字實驗室”，2016年在中集“藍鯨1號”試航中，首次對閉環(huán)試驗進行了嘗試。

 

　　2017年8月11日，“藍鯨2號”在試航中開始正式進行DP3運行模式下的閉環(huán)實驗，根據(jù)試驗程序首先進行了高級發(fā)電機保護系統(tǒng)（AGS）的性能測試，測試了不同工況下，70多種組合的電壓和頻率失效，成功驗證了發(fā)電機管理系統(tǒng)（AGS）針對電網(wǎng)電壓、頻率失效和潛在失效的一級和二級保護功能。

 

　　在完成高級發(fā)動機保護系統(tǒng)（AGS）測試這一節(jié)點后，馬上面臨的是短路試驗，需要對11KV電網(wǎng)高壓側(cè)真實制造接地和三相短路故障，驗證配電盤的快速隔離保護能力，以及推進器電壓穿越能力，保證故障發(fā)生后電力系統(tǒng)正常工作，DP仍能正常運行保持定位能力。這個實驗最大的風(fēng)險是如果配電盤開關(guān)不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成保護隔離，會導(dǎo)致發(fā)電機燒毀、電力系統(tǒng)癱瘓、推進器停止、失去平臺定位。這在整個試驗中，風(fēng)險和難度均屬最高級別，中集來福士團隊?wèi){借極強的調(diào)試技術(shù)能力，通過精細的風(fēng)險評估和預(yù)防措施準(zhǔn)備，進行了多次嘗試，最終克服種種困難按照試驗程序完成了試驗內(nèi)容，攻克了這一技術(shù)課題，實現(xiàn)了閉環(huán)試驗的圓滿成功。

 

　　試驗成功后，收到了來自供應(yīng)商西門子的祝賀信。西門子對中集來福士完成所有閉環(huán)試驗項特別是短路試驗的成功給予高度認(rèn)可，同時，對中集來福士在國內(nèi)首次完成閉環(huán)實驗這一技術(shù)課題，以及在國際上取得這一技術(shù)領(lǐng)先地位表示祝賀，這一成績的取得離不開中集來福士所有參與項目建造海工人及合作伙伴的共同努力，并期望在未來的合作路上雙方能一起再創(chuàng)佳績。

 

　　此次試驗的成功，對于我國深水鉆井平臺電力管理閉環(huán)系統(tǒng)在深水裝備上的應(yīng)用，以及推動我國海洋工程關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，都具有劃時代的意義。（褚世超）