全新、智能和互聯(lián)的開發(fā)，使得配備燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的北極 LNG 運(yùn)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(jìn)行調(diào)試。DSME HN2418 是裝備基于 Azipod? 電力推進(jìn)系統(tǒng)的 Yamal 冰級(jí)LNG運(yùn)輸船系列中的第一艘運(yùn)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(jìn) LNG 運(yùn)輸船能夠通過由蒸發(fā)氣驅(qū)動(dòng)的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，幾乎不需要從蒸發(fā)氣切換到船用柴油，大大提高遠(yuǎn)洋 ARC 7 冰級(jí) LNG 運(yùn)輸船營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)型和安全性。只有利用獨(dú)立推進(jìn)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(duì)典型的電力推進(jìn)冰級(jí) LNG 運(yùn)輸船的交流電網(wǎng)快速減載。在船舶破冰時(shí)，如螺旋槳葉片撞到大塊冰便會(huì)發(fā)生快速減載。在這種情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)子因?yàn)榈跖撀菪龢~片卡在冰塊上而急速堵轉(zhuǎn)，所以當(dāng)推進(jìn)變頻器調(diào)速到輸出最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，需要的功率和轉(zhuǎn)速陡然下降，從而造成突然減載。一般負(fù)載與所產(chǎn)生的動(dòng)力之間的不平衡會(huì)被原動(dòng)機(jī)—靠 LNG 儲(chǔ)罐蒸發(fā)氣運(yùn)行的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)—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(shí)發(fā)生的負(fù)載損失的斜降動(dòng)作來減慢發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快速斜降。然而，由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為天然氣模式時(shí)，快速減載不可能行得通，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)解決方案是設(shè)計(jì)一種電力系統(tǒng)，可通過使用制動(dòng)電阻負(fù)載箱，讓部分負(fù)載暫時(shí)保留在電網(wǎng)中。這為天然氣的主機(jī)減載爭(zhēng)取了額外的時(shí)間，以加熱電阻為代價(jià)，符合燃?xì)饽Ｊ降奶匦浴?/div>
Ice Mode 功能連接獨(dú)立推進(jìn)控制裝置（PCUs），實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中的各類高容量電力負(fù)載的最佳使用，從而將上述理念向前推進(jìn)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(jìn)變頻器的直流母線也會(huì)承受電壓升高并用各自的制動(dòng)電阻消耗能量。此外，假如其他Azipod當(dāng)前運(yùn)行性能未達(dá)到峰值，部分負(fù)載可被這些 Azipod占用。當(dāng)然，電力負(fù)載再分配本質(zhì)上是短暫的，因?yàn)閾?jù)推測(cè)，始發(fā)事件—碰撞冰塊的吊艙停車或進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)是暫時(shí)的，很快就會(huì)恢復(fù)正常運(yùn)行。
Ice Mode 包含兩個(gè)主要部分：1.分?jǐn)?shù)算法在可用功率與實(shí)際功率有差異時(shí)會(huì)起作用；2.更復(fù)雜的互聯(lián)系統(tǒng)的安全運(yùn)行所需的各類保護(hù)機(jī)構(gòu)。負(fù)載差異的局部計(jì)算需要所有的推進(jìn)控制裝置（PCUs）相互之間進(jìn)行連接，以及關(guān)鍵測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效和及時(shí)交換。同樣地，保護(hù)功能的實(shí)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(jī)械給所有推進(jìn)控制裝置（PCUs）的狀態(tài)反饋。通過ABB 久經(jīng)考驗(yàn)的 AC800MTM控制器技術(shù)以及面向快速的、高質(zhì)量和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的獨(dú)立通信推進(jìn)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(shí)現(xiàn)所需要的通信。
Ice Mode 算法可動(dòng)態(tài)并敏銳地將瞬時(shí)電力負(fù)載從停車或制動(dòng)的Azipod轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中的其他可用負(fù)載—如可用負(fù)載箱和運(yùn)行性能未達(dá)到峰值的其他Azipod的負(fù)載儲(chǔ)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(jī)式破冰系統(tǒng)。這通過巧妙地讓系統(tǒng)剩余負(fù)載的互補(bǔ)功能發(fā)揮作用，同時(shí)使用閉合母聯(lián)開關(guān)的電站。一方面，剩余的Azipod速度有點(diǎn)慢，但是，在制動(dòng)或停運(yùn)延長(zhǎng)的情況下使用通過轉(zhuǎn)動(dòng)電力機(jī)械得到的高容量負(fù)載，其使用可達(dá)到最佳效果。另一方面，容量和負(fù)載率有限但反應(yīng)快捷的電阻負(fù)載箱用于瞬時(shí)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(jìn)而減少供電的一種可行方案。
Ice Mode 的保護(hù)功能主要在于測(cè)量 Azipod過扭矩操作的周期和強(qiáng)度，以及計(jì)算 Azipod驅(qū)動(dòng)的直流鏈傳輸給電阻負(fù)載箱的電流脈沖的周期、強(qiáng)度和占空比。內(nèi)部模型用于模擬轉(zhuǎn)移到電阻負(fù)載箱和 Azipod 勵(lì)磁器。對(duì)模型進(jìn)行監(jiān)控并升級(jí)，以使聯(lián)鎖裝置得到安全放置，并且能發(fā)布警報(bào)和事件，用以提示因機(jī)械的操作限制而導(dǎo)致的系統(tǒng)處理進(jìn)一步干擾的能力降低。
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