全新、智能和互聯(lián)的開發(fā)，使得配備燃氣發(fā)動機的北極 LNG 運輸船擁有更安全和可用性更高的電力破冰系統(tǒng)。

 

　　Ice Mode 是 ABB 船舶與港口業(yè)務(wù)部開發(fā)的新型控制技術(shù)，并在DSME HN2418內(nèi)部進行調(diào)試。DSME HN2418 是裝備基于 Azipod? 電力推進系統(tǒng)的 Yamal 冰級LNG運輸船系列中的第一艘運輸船。Ice Mode 是互聯(lián)和控制功能的一系列組合，使Yamal 電力推進 LNG 運輸船能夠通過由蒸發(fā)氣驅(qū)動的雙燃料發(fā)動機來提高破冰操縱的可用性。在大多數(shù)情況下，雙燃料發(fā)動機運行時間更長，幾乎不需要從蒸發(fā)氣切換到船用柴油，大大提高遠洋 ARC 7 冰級 LNG 運輸船營運的經(jīng)濟型和安全性。只有利用獨立推進控制裝置（PCUs）之間的互聯(lián)方可提高可用性和安全性。該 PCU 是由 ABB 海事與港口業(yè)務(wù)部提供的穩(wěn)定、成熟且效能高的產(chǎn)品。15年多以來，此產(chǎn)品一直持續(xù)交付。

 

　　重中之重的問題是應(yīng)對典型的電力推進冰級 LNG 運輸船的交流電網(wǎng)快速減載。在船舶破冰時，如螺旋槳葉片撞到大塊冰便會發(fā)生快速減載。在這種情況下，電機轉(zhuǎn)子因為吊艙螺旋槳葉片卡在冰塊上而急速堵轉(zhuǎn)，所以當推進變頻器調(diào)速到輸出最大轉(zhuǎn)矩時，需要的功率和轉(zhuǎn)速陡然下降，從而造成突然減載。一般負載與所產(chǎn)生的動力之間的不平衡會被原動機—靠 LNG 儲罐蒸發(fā)氣運行的柴油發(fā)動機—視為減載，導(dǎo)致更快地旋轉(zhuǎn)，然后，調(diào)速器采取需要快得足以抵消幾乎瞬時發(fā)生的負載損失的斜降動作來減慢發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速快速斜降。然而，由于當發(fā)動機為天然氣模式時，快速減載不可能行得通，因此，發(fā)動機必須切換到船用柴油模式。為了配合調(diào)速器的減載過程，在這種情形下，ABB標準解決方案是設(shè)計一種電力系統(tǒng)，可通過使用制動電阻負載箱，讓部分負載暫時保留在電網(wǎng)中。這為天然氣的主機減載爭取了額外的時間，以加熱電阻為代價，符合燃氣模式的特性。

 

　　Ice Mode 功能連接獨立推進控制裝置（PCUs），實現(xiàn)對電網(wǎng)中的各類高容量電力負載的最佳使用，從而將上述理念向前推進一步。最重要的是，如果電站在母聯(lián)開關(guān)閉合情況下，其他推進變頻器的直流母線也會承受電壓升高并用各自的制動電阻消耗能量。此外，假如其他Azipod當前運行性能未達到峰值，部分負載可被這些 Azipod占用。當然，電力負載再分配本質(zhì)上是短暫的，因為據(jù)推測，始發(fā)事件—碰撞冰塊的吊艙停車或進行機械制動是暫時的，很快就會恢復(fù)正常運行。

 

　　Ice Mode 包含兩個主要部分：1.分數(shù)算法在可用功率與實際功率有差異時會起作用；2.更復(fù)雜的互聯(lián)系統(tǒng)的安全運行所需的各類保護機構(gòu)。負載差異的局部計算需要所有的推進控制裝置（PCUs）相互之間進行連接，以及關(guān)鍵測量數(shù)據(jù)進行有效和及時交換。同樣地，保護功能的實現(xiàn)需要借助于臨界狀態(tài)參數(shù)之間的通信以及所有位置上的機械給所有推進控制裝置（PCUs）的狀態(tài)反饋。通過ABB 久經(jīng)考驗的 AC800MTM控制器技術(shù)以及面向快速的、高質(zhì)量和簡單設(shè)計的獨立通信推進控制裝置（PCU）應(yīng)用程序之間的應(yīng)用程序間通信（IAC）協(xié)議，可輕松地實現(xiàn)所需要的通信。

 

　　Ice Mode 算法可動態(tài)并敏銳地將瞬時電力負載從停車或制動的Azipod轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中的其他可用負載—如可用負載箱和運行性能未達到峰值的其他Azipod的負載儲備。

 

　　該算法提供與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，質(zhì)性不同的、可用性更好且更高的雙燃料主機式破冰系統(tǒng)。這通過巧妙地讓系統(tǒng)剩余負載的互補功能發(fā)揮作用，同時使用閉合母聯(lián)開關(guān)的電站。一方面，剩余的Azipod速度有點慢，但是，在制動或停運延長的情況下使用通過轉(zhuǎn)動電力機械得到的高容量負載，其使用可達到最佳效果。另一方面，容量和負載率有限但反應(yīng)快捷的電阻負載箱用于瞬時反應(yīng)，但必須快速卸載，以防止生熱以及避免在未來事件中發(fā)生聯(lián)鎖。最后，還考慮并采用了有關(guān)減少柴油燃燒氣體進而減少供電的一種可行方案。

 

　　Ice Mode 的保護功能主要在于測量 Azipod過扭矩操作的周期和強度，以及計算 Azipod驅(qū)動的直流鏈傳輸給電阻負載箱的電流脈沖的周期、強度和占空比。內(nèi)部模型用于模擬轉(zhuǎn)移到電阻負載箱和 Azipod 勵磁器。對模型進行監(jiān)控并升級，以使聯(lián)鎖裝置得到安全放置，并且能發(fā)布警報和事件，用以提示因機械的操作限制而導(dǎo)致的系統(tǒng)處理進一步干擾的能力降低。