2017年8月22日,煙臺中集海洋工程有限公司(以下簡稱中集來福士)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的閉環(Close Ring)試驗,本次閉環試驗是國內首次成功完成這一技術課題,也是海洋工程能源及動力系統優化的重大突破,這標志著中集來福士在這領域技術處于國際領先地位。
閉環系統于2010年推出的最先進的動力技術,配電系統運行在閉環結構,不同配電盤組之間通過母聯開關連接不同發電機組運行在一個供電系統下,電網運行主機的個數是電力管理系統(PMS)基于電網在線負載來管理控制,當電網載荷低時自動減少在線運行主機數量,電網載荷高時自動啟動備車保證電網供電安全,這樣每臺主機運行在均勻的經濟載荷,節省燃油消耗和設備維護成本,節能環保操作靈活,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難題,因為不同發電機組運行在一起,當電網發生單點失效故障時,如電力管理和保護系統不能及時、準確有效隔離故障點會導致整個電網失效等, 因此DNV 對閉環電力管理和保護系統要求極高,保護系統需要具備多級保護能力,以及實際測試和驗證。
對于閉環系統的設計、實施及應用,集合了中集來福士和相關供應商巨大的心血和努力。在設計階段,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同技術交底,過程中中集來福士開拓創新、持續改善的專業精神和工匠意識得到了相關合作方的高度贊揚。在各方的共同推進下,2014年挪威船級社對閉環發布了設計指引,2015年西門子同中集來福士共同成立了全球首個“閉環數字實驗室”,2016年在中集“藍鯨1號”試航中,首次對閉環試驗進行了嘗試。
2017年8月11日,“藍鯨2號”在試航中開始正式進行DP3運行模式下的閉環實驗,根據試驗程序首先進行了高級發電機保護系統(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,成功驗證了發電機管理系統(AGS) 針對電網電壓、頻率失效和潛在失效的一級和二級保護功能。
在完成高級發動機保護系統(AGS)測試這一節點后,馬上面臨的是短路試驗,需要對11KV電網高壓側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,保證故障發生后電力系統正常工作,DP 仍能正常運行保持定位能力。這個實驗最大的風險是如果配電盤開關不能在規定的時間內完成保護隔離,會導致發電機燒毀、電力系統癱瘓、推進器停止,甚至會失去平臺定位。這在整個試驗中,風險和難度均屬最高級別,中集來福士團隊憑借極強的調試技術能力,通過精細的風險評估和預防措施準備,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容,攻克了這一技術課題,實現了閉環試驗的圓滿成功。
試驗成功后,收到了來自供應商西門子的祝賀信。西門子對中集來福士完成所有閉環試驗項特別是短路試驗的成功給予高度認可,同時,對中集來福士在國內首次完成閉環實驗這一技術課題,以及在國際上取得這一技術領先地位表示祝賀,這一成績的取得離不開中集來福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系統在深水裝備上的應用,以及推動我國海洋工程關鍵技術的發展,都具有劃時代的意義。