海洋工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究

（江蘇天辰海洋工程技術(shù)股份有限公司，江蘇 南京 210000）

海洋面積占據(jù)整個(gè)地球的70%，其中蘊(yùn)含的天然氣、石油等自然資源相當(dāng)豐富，隨著世界各國的不斷發(fā)展與工業(yè)化進(jìn)程不斷加速，對(duì)于自然資源的需求量也不斷增加，美、日、英等國家都加大了對(duì)于海洋資源的開采力度，然而海上作業(yè)具有相當(dāng)大的難度，并且對(duì)于開采成本與技術(shù)要求比較高，能耗也比較大。基于此，本文將淺談海洋工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究。

一、海洋工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)存在的問題

現(xiàn)階段，我國海洋工程電氣系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)還不夠完善，在供電系統(tǒng)中，電能損耗比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在電氣系統(tǒng)變壓器型式與容量兼容性差；電氣系統(tǒng)功率因數(shù)較低，缺乏無功補(bǔ)償裝置；電氣系統(tǒng)的負(fù)荷不平衡；缺乏動(dòng)態(tài)電壓支撐技術(shù)四個(gè)方面。所以，提高電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，降低能源損耗具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、提高海洋工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的措施和策略

（一）改變電氣系統(tǒng)變壓器型式與容量

配電變壓器是海洋工程電氣系統(tǒng)電能消耗最大的設(shè)備，電能消耗情況的差異與變壓器的形式與容量密切相關(guān)，并且，不同的變壓器之間存在一定的電能消耗差異。就目前而言，我國海洋工程電氣系統(tǒng)的變壓器容量普遍偏大，并且有一些海洋工程開采平臺(tái)把很多臺(tái)變壓器并聯(lián)起來，進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)作，大大降低了電氣系統(tǒng)設(shè)備的工作效率與使用性能。故而，在實(shí)際海洋工程進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要根據(jù)運(yùn)作的實(shí)際情況，改變電氣系統(tǒng)變壓器的型式與容量。

海洋工程實(shí)際改變變壓器形式與容量的措施可以大致分為三個(gè)方面，首先，將兩個(gè)變壓器利用單母線進(jìn)行并聯(lián)，保證一臺(tái)變壓器正常運(yùn)作，另一臺(tái)關(guān)閉，進(jìn)行備用，盡量減少電能的虛耗。其次，盡可能選用節(jié)能變壓器，減少低負(fù)荷電壓器的使用，調(diào)整變壓器的功率，最大程度上發(fā)揮節(jié)能功效，對(duì)海洋工程電氣系統(tǒng)能耗進(jìn)行控制。最后，簡化電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，把電氣系統(tǒng)中多余的設(shè)備進(jìn)行拆除，從而達(dá)到降低能耗的目的。

（二）改善電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)，增設(shè)無功補(bǔ)償裝置

在提高海洋工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究中，可以通過提升自然功率因數(shù)的方法對(duì)電氣系統(tǒng)的能耗進(jìn)行控制，對(duì)于高能耗的運(yùn)作，可以提高自然功率因數(shù)的方法可能沒有明顯效果，此時(shí)可以結(jié)合增設(shè)無功補(bǔ)償裝置的方法控制能耗。根據(jù)海洋工程的電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)選用靜電設(shè)備，同時(shí)將無功補(bǔ)償裝置個(gè)體化，盡量避免使用集中補(bǔ)償手段。

如果想要在電氣系統(tǒng)運(yùn)作過程中增加或者減少電容器的容量，可以劃分為不同的組別，根據(jù)負(fù)荷電壓器的變化，進(jìn)行對(duì)于補(bǔ)償裝置應(yīng)用的調(diào)整。此外，還可以通過異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)合實(shí)際海洋工程電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況，降低電能的損耗。

（三）平衡電氣系統(tǒng)的負(fù)荷、削峰平谷

在海洋工程電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，無法對(duì)電能進(jìn)行儲(chǔ)存，電負(fù)荷會(huì)隨著設(shè)備能耗發(fā)生變化，在多個(gè)設(shè)備同時(shí)作業(yè)的電能需求高峰期，會(huì)出現(xiàn)供應(yīng)不足的問題。同樣在用電的低谷，會(huì)出現(xiàn)電能虛耗現(xiàn)象。海洋工程電氣系統(tǒng)的能耗不僅與峰谷時(shí)長密切相關(guān)，還與峰谷差值有著關(guān)系。在電氣系統(tǒng)電路中，負(fù)荷的峰值會(huì)影響電流變化的增量，電能損耗會(huì)隨著負(fù)荷的不均衡性的增大而增大。

所以，在實(shí)際海洋工程電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，可以增設(shè)電能儲(chǔ)蓄設(shè)備，降低電負(fù)荷峰值的差值，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用斬波控制電路，進(jìn)行負(fù)序補(bǔ)償，通過無功支持和短時(shí)有功支持改善電能供應(yīng)情況，達(dá)到電氣系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)。

（四）引進(jìn)動(dòng)態(tài)電壓支撐技術(shù)

電壓供應(yīng)可以直接影響海洋工程電氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，設(shè)備的電流會(huì)隨著供電電壓值得增大而增大，如果電壓值超過安全范圍，不僅僅會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備造成損壞，降低使用壽命，還會(huì)影響電磁轉(zhuǎn)矩的能耗，降低設(shè)備運(yùn)行效果與工作效率，增加電能的損耗，與系統(tǒng)節(jié)能理念背道而馳。所以可以引進(jìn)動(dòng)態(tài)電壓支撐技術(shù)，減少海洋工程電氣系統(tǒng)的能耗。

首先，要對(duì)電路中多余設(shè)備進(jìn)行拆除，調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓。其次，根據(jù)設(shè)備的用電參數(shù)，調(diào)整對(duì)設(shè)備的供電量及功率分布。最后，調(diào)整系統(tǒng)的無功電源與電網(wǎng)整體電壓，增加無功補(bǔ)償裝置，降低電能損耗。

三、結(jié)論

近年來，隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于能源的需求量不斷增加，在海洋資源開采挖掘中，只有提高工程電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，使發(fā)、配、供相配合，才可以為海洋資源的開發(fā)提供技術(shù)支持，使其有充足的動(dòng)力保障，從而降低能耗，提高海洋能源利用的高效性，構(gòu)建綠色海洋工程電氣系統(tǒng)。