Введение. 
Система управления напряжением генератора на базе нечёткой логики

Современные морские суда характеризуются высокой степенью электрификации. Одна из основных тенденций развития судовой электроэнергетики — постоянный рост мощностей судовых электростанций и установленного электрооборудования. Средняя мощность электростанций морских судов удваивается каждые 20 лет. Мощность судовых электроэнергетических установок в настоящее время достигает десятков тысяч киловатт [1].

Процесс производства и передачи электроэнергии является столь динамичным и постоянно подверженным случайным возмущающим воздействиям, что без автоматического управления его функционирование невозможно [2]. Такие параметры судовой электростанции, как напряжение, мощность и частота подвержены изменениям со стороны как внешних, так и внутренних воздействий, характеризующихся свойствами и характеристиками системы и ее компонентов, а также условиями окружающей среды.

На современном уровне внедряются микропроцессорная техника и релейная защита. Широко применяются средства автоматизации на базе нечёткой логики и нейронных сетей. В частности, в работе Niketa N [3] разработан регулятор напряжения синхронного генератора переменного тока на базе нечёткой логики. A. Darabi, S. A. Soleamani и A. Hassannia [4] описывают автоматический регулятор напряжения синхронного генератора с режимами управления симметричных и несимметричных нагрузок.

Основная часть

В данной работе произведён выбор генератора. Вид судового генератора имеет большое значение. Наиболее распространённые типы генераторов: синхронный и асинхронный. Они имеют различия в конструкции, принципе работы, габаритах и т. д.

Стоит иметь в виду и двигатель системы (двигатель-генератор или генераторный агрегат (ГА)). Различают дизель-генераторы, турбогенераторы (паротурбогенераторы и газотурбогенераторы). Принцип их работы следующий: двигатель вырабатывает механическую энергию, а генератор преобразует данную энергию в электричество. Однако стоит учитывать, что дизель-генератор имеет множество отличий по сравнению с турбогенератором. Первичными признаками являются различия в мощностях (турбогенераторы имеют конфигурации большей мощности). Также существуют отличия в габаритах и источнике механической энергии.

Для управления значением напряжения используют системы управления, которые различаются принципом работы, гибкостью, точностью и быстродействием. Однако любой регулятор должен, в первую очередь, отрабатывать возмущения, воздействие которых оказывает влияние на напряжение и реактивную мощность. Современные регуляторы — автоматические, многие из которых включают программируемые контроллеры и релейную защиту. Однако не стоит забывать, что даже самый надёжный автоматический регулятор может дать сбой. Это может быть в простейшем случае превышение его срока службы.

Стоит иметь в виду, что семейство возмущающих воздействий достаточно велико. Помимо изменения или подключения нагрузки могут быть рассогласования в работе генератора и выпадение его из синхронизма при параллельном подключении, некорректная работа системы возбуждения.

Система возбуждения генератора, как элемент обеспечения необходимыми значениями тока ротора генератора, также может содержать регуляторы. В работе А. А. Кузьменко и А. С. Синицына [5] использован системно-кибернетический подход для синтеза нелинейного адаптивного закона управления возбуждением синхронного генератора энергосистемы в соответствии с принципом интегральной адаптации синергетической теории управления. В статье A.K. Datta, M. Dubey и S. Jain [6] исследована и разработана система возбуждения для стабилизации и исследования напряжения на валу синхронной машины.

Огромное влияние на нормальную работу энергетической системы оказывает частота, которая также определяет значение напряжения сети. В статье О. А. Сафарьяна [7] рассматривается метод оценки частоты генераторов в условиях непрогнозируемого изменения длительности интервала измерений.

Вращение вала двигателя является результатом преобразования топлива в механическую энергию. Скорость вращения вала двигателя определяет скорость вращения вала генератора (ротора). Выработка электроэнергии зависит от тока питания, подаваемого от возбудителя, и от вращения ротора генератора. Поэтому двигатель должен имеет соответствующее обслуживание для обеспечения генератора необходимой механической энергией.