船舶电站及其自动化装置 课件 11 船舶电力管理系统

第十一章船舶电力管理系统

随着20世纪90年代PLC控制技术的快速发展。PLC控制系统的可靠性已被世人所共识，其产品因通用性且仅需少量备件且易在世界各地购置而得到广大客户的青睐，在这一点上SIEMENS公司以其世界著名大公司的气魄于90年代初首先在机舱自动化控制设备中采用了通用性的PLC作为控制核心器件，淘汰了其80年代闻名于世的微机控制系统，如SIMOS32.DIF41等系列产品，而代之基于PLC的新一代控制系统，如SIMOSPMA52、SIMOSRCS51、SIMOSIMA32等系列产品。近年来，随着船舶大型化和自动化以及电子信息技术和自动控制技术的不断发展，船舶自动化程度越来越高，对船舶电站自动化程度的要求也越来越高，因而船舶电站自动化近几十年来发展十分迅速。特别是近年来，随着计算机技术、控制技术、通信技术以及网络技术等的发展，船舶电站自动化系统的结构也发生了很大变化，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的船舶电站自动化控制、管理信息系统，目前船舶上已出现集监、控、管于一体的网络型船舶电站综合自动化系统，即船舶电力管理系统（PowerManagementSystem,PMS）。索引第一节概述

PMS主要由发电系统管理模块、配电系统管理模块、用电设备管理模块、系统监测报警管理模块、电力优化分配和管理模块组成，PMS组成框图参见图11-1所示。

第二节船舶电力管理系统组成

狭义的PMS专指船舶发电控制和发电计划，一般PMS应包括数据收集、船舶电力管理和网络分析三大功能，广义的PMS还应该包括船舶电子员培训系统功能。PMS的具体功能按其组成分别描述如下：3.1发电系统管理模块3.1.1发电机组操作方式的选择3.1.2备用发电机组的控制3.1.3机组的自动启动3.1.4机组的自动投入及负荷分配

第三节船舶电力管理系统功能系统由废气汽轮发电机TG和辅柴油发电机DG组成。系统的总负荷用PL表示，其中PTG-R表示TG额定输出；PTG-O表示TG最大输出功率；PTG-H表示使DG启动时TG的输出功率；PTG-L表示设定的TG最低负荷极限；PDG-L表示设定的DG最低负荷极限。由图11-2可见，系统的运行方式按总负荷的变化范围（及趋势），可分为六个区域。

负荷分配控制器原理图现代大型船舶上，单机功率达数百千瓦的动力负荷已屡见不鲜，例如主推进装置，侧推装置、大型绞缆机、大型消防泵、大型提升机以及工程船舶上某些特殊用途的动力负荷，其容量往往可与发电机的单机容量相比拟。在需要使用任一这样的大负荷时，都应事先询问一下船舶电站中已供电的发电机组，现有的功率储备是否能满足大负荷的启动和用电的要求，若不能满足时，则应先启动备用机组、并车，并经确认功率储备足够时，才允许该大负荷接入电网。这就是重载询问功能，其基本原理如图11-3所示。

3.3.1重载询问功能以上叙述了3种不同的船舶电力优化管理原则，可以看出，恒储备功率增机管理原则和恒平均功率减机管理原则联合使用，能达到较为理想的经济效果。

丹麦DEIF公司生产的发电机并车及保护核心控制器PPU（GeneratorParallelingandProtectionUnit)是一个基于微处理器（16位单片机HBS/2655）实现发电机并联运行及保护功能的船舶电站核心控制器，目前广泛应用于船舶电站自动化系统中。如果仅具有发电机并联运行控制器功能，则称为GPC(GeneratorParallelingController)。可在现场操动操作装置完成，也可由电气遥控操作完成。

第四节船舶电力管理系统实例索引PPU具有检测发电机及电网的电压、电流信号的功能，检测到的电压、电流信号用于控制、显示、保护等。索引1、PPU主要三相交流量测量电路

图11-7为PPU测量发电机电压、发电机电流以及电网电压的外部接线图。

b.负荷自动分配

当1#发电机主开关合闸后，两台发电机并联运行，此时1#和2#发电机的PPU控制器同时通过内部继电器，将PPU控制器本身自动连接至有功功率负载分配线（PS）和无功功率负载分配线（QS），通过37、38、39号端子进行负荷自动分配。②轴带发电机与柴油发电机并联运行及负荷自动分配由于某轮的推进采用变距桨，主机转速基本恒定，因此轴带发电机的电源频率恒定。只在切换发电机时，轴带发电机才与柴油发电机作短暂并联运行，用以进行负荷转移。因此轴带发电机的PPU控制器便无需控制其功率和频率，只需对其进行并车、负荷转移及保护控制。4.3系统运行参数的显示及保护参数的在线修改PPU控制器的显示与操作单元通过9针的串行通信线与PPU控制器的主体部分通信并获得电源，系统运行参数的显示及操作界面如图11-10所示。

1、电站正常运行以后，按动PPU控制器操作面板上的“左”“右”功能选择键，使光标（菜单下的短横线）选中“V3”，即进入了V3参数显示界面，如图11-11所示。V3菜单的显示参数包括发电机相电压的频率值、发电机相电压值、发电机的功率因数，有功功率。（这些参数项是系统默认的，操作人员无法改变。）索引4.3.3系统保护参数的在线修改