我國(guó)深水鉆井平臺(tái)閉環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破

　　8月22日，煙臺(tái)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(tái)“藍(lán)鯨2號(hào)”試航凱旋。在試航中，“藍(lán)鯨2號(hào)“成功完成了DP3操作模式下的電力系統(tǒng)的閉環(huán)（CloseRing）試驗(yàn)，本次閉環(huán)試驗(yàn)是國(guó)內(nèi)首次成功完成此項(xiàng)技術(shù)課題，也是海洋工程能源及動(dòng)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(guó)際領(lǐng)先地位。

 

　　閉環(huán)系統(tǒng)于2010年推出的最先進(jìn)的動(dòng)力技術(shù)，配電系統(tǒng)運(yùn)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(jī)組運(yùn)行在一個(gè)供電系統(tǒng)下，電網(wǎng)運(yùn)行主機(jī)的個(gè)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(shí)自動(dòng)減少在線運(yùn)行主機(jī)數(shù)量，電網(wǎng)載荷高時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備車保證電網(wǎng)供電安全，這樣每臺(tái)主機(jī)運(yùn)行在均勻的經(jīng)濟(jì)載荷，節(jié)省燃油消耗和設(shè)備維護(hù)成本，節(jié)能環(huán)保操作靈活，可縮減主機(jī)運(yùn)行時(shí)間35%左右，降低鉆井平臺(tái)油耗11%。同時(shí)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?yàn)椴煌l(fā)電機(jī)組運(yùn)行在一起，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單點(diǎn)失效故障時(shí)，如電力管理和保護(hù)系統(tǒng)不能及時(shí)、準(zhǔn)確有效隔離故障點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)失效等，因此DNV對(duì)閉環(huán)電力管理和保護(hù)系統(tǒng)要求極高，保護(hù)系統(tǒng)需要具備多級(jí)保護(hù)能力，以及實(shí)際測(cè)試和驗(yàn)證。

 

　　閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)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(jì)階段，中集來福士與西門子、康斯伯格、瓦錫蘭及挪威船級(jí)社進(jìn)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(shí)得到了相關(guān)合作方的高度贊揚(yáng)。在各方的共同推進(jìn)下，2014年挪威船級(jí)社對(duì)閉環(huán)發(fā)布了設(shè)計(jì)指引，2015年西門子同中集來福士共同成立了全球首個(gè)“閉環(huán)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室”，2016年在中集“藍(lán)鯨1號(hào)”試航中，首次對(duì)閉環(huán)試驗(yàn)進(jìn)行了嘗試。

 

　　2017年8月11日，“藍(lán)鯨2號(hào)”在試航中開始正式進(jìn)行DP3運(yùn)行模式下的閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)程序首先進(jìn)行了高級(jí)發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（AGS）的性能測(cè)試，測(cè)試了不同工況下，70多種組合的電壓和頻率失效，成功驗(yàn)證了發(fā)電機(jī)管理系統(tǒng)（AGS）針對(duì)電網(wǎng)電壓、頻率失效和潛在失效的一級(jí)和二級(jí)保護(hù)功能。

 

　　在完成高級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（AGS）測(cè)試這一節(jié)點(diǎn)后，馬上面臨的是短路試驗(yàn)，需要對(duì)11KV電網(wǎng)高壓側(cè)真實(shí)制造接地和三相短路故障，驗(yàn)證配電盤的快速隔離保護(hù)能力，以及推進(jìn)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(yùn)行保持定位能力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)最大的風(fēng)險(xiǎn)是如果配電盤開關(guān)不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成保護(hù)隔離，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)燒毀、電力系統(tǒng)癱瘓、推進(jìn)器停止、失去平臺(tái)定位。這在整個(gè)試驗(yàn)中，風(fēng)險(xiǎn)和難度均屬最高級(jí)別，中集來福士團(tuán)隊(duì)?wèi){借極強(qiáng)的調(diào)試技術(shù)能力，通過精細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)防措施準(zhǔn)備，進(jìn)行了多次嘗試，最終克服種種困難按照試驗(yàn)程序完成了試驗(yàn)內(nèi)容，攻克了這一技術(shù)課題，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)試驗(yàn)的圓滿成功。

 

　　試驗(yàn)成功后，收到了來自供應(yīng)商西門子的祝賀信。西門子對(duì)中集來福士完成所有閉環(huán)試驗(yàn)項(xiàng)特別是短路試驗(yàn)的成功給予高度認(rèn)可，同時(shí)，對(duì)中集來福士在國(guó)內(nèi)首次完成閉環(huán)實(shí)驗(yàn)這一技術(shù)課題，以及在國(guó)際上取得這一技術(shù)領(lǐng)先地位表示祝賀，這一成績(jī)的取得離不開中集來福士所有參與項(xiàng)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(jī)。

 

　　此次試驗(yàn)的成功，對(duì)于我國(guó)深水鉆井平臺(tái)電力管理閉環(huán)系統(tǒng)在深水裝備上的應(yīng)用，以及推動(dòng)我國(guó)海洋工程關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，都具有劃時(shí)代的意義。（褚世超）