導(dǎo)語：電站管理系統(tǒng)設(shè)計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1船舶電站管理系統(tǒng)功能

船舶電站管理系統(tǒng)為動力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的能量管理及供給，由自動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控及報警三大功能組成，管理系統(tǒng)對船舶動力系統(tǒng)各功能（柴油機組自動控制、勵磁轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、頻率調(diào)制、動力系統(tǒng)并聯(lián)運行）進行自動控制，整個系統(tǒng)的功能如圖1所示。

2基于云平臺的電站管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1管理系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。電站管理系統(tǒng)對信號的采集、檢測是系統(tǒng)的關(guān)鍵，在此以并行S7-300PLC為核心控制器設(shè)計信號采集電路[2]。并行信號采集傳輸控制電路，同時對發(fā)電機、柴油機及電網(wǎng)信號進行采集，通過A/D轉(zhuǎn)換后傳輸至S7-300PLC，實現(xiàn)動力系統(tǒng)的調(diào)速器、啟動執(zhí)行單元及是否脫網(wǎng)進行控制?；赟7-300PLC的控制電路如圖2所示。電網(wǎng)采集信號有電壓、電流及功率以及與船舶動力系統(tǒng)開關(guān)的狀態(tài)；發(fā)電機信號采集除了電壓、電流及功率，還有繞組溫度及相位差；柴油機采集信號為冷卻水溫度、滑油壓力、排煙溫度及壓力大小[3]。采集信號由于混入噪聲及多徑干擾等因素，會產(chǎn)生波形失真及精度下降，在進行A/D轉(zhuǎn)換前，為了提高原始信號精度，需要進行如下步驟：①信號調(diào)制。為了減少海上多徑信道干擾，選擇QPSK調(diào)試方式；②信號放大。由于通過各類傳感器采集的模擬信號幅值較小，模數(shù)轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差，在傳輸前需要進行信號放大。③濾波及信道均衡。海上混入噪聲為高斯白噪聲，頻率具有高頻特性，通過高頻濾波器過濾；信道均衡則減少多徑信道產(chǎn)生的碼間干擾。最后將采集的各類信號通過A/D轉(zhuǎn)換傳輸至控制器，實現(xiàn)S7-300PLC自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制；自動調(diào)頻調(diào)載控制功率，在此重點研究了自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制，有如下功能：①實現(xiàn)船舶發(fā)電機與傳輸電網(wǎng)電壓、電流及相位同步，若不同步，關(guān)閉電網(wǎng)與發(fā)電機開關(guān)。②發(fā)電機與電網(wǎng)出現(xiàn)電壓差、電流差及相位差，調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，S7-300PLC同步并聯(lián)運行控制電路根據(jù)檢測的頻率差調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，直至電壓差、電流差及相位差控制在閥值內(nèi)。③若電壓差、電流差及相位差控制在閥值內(nèi)，S7-300PLC分析ACB運行時間，提前發(fā)出電網(wǎng)與船舶發(fā)電機之間的開關(guān)閉合信號，實現(xiàn)自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制[4]。自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制原理如圖3所示。對于閥值設(shè)置，根據(jù)實際情況電壓差、電流差及相位差范圍控制在5%～15%，頻率差小于0.5Hz；由于電網(wǎng)與船舶發(fā)電機開關(guān)（ACB）閉合需要一定時間，自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制發(fā)出的閉合命令需提前200～500ms[5]。2.2管理系統(tǒng)軟件設(shè)計本文設(shè)計基于。S7-300PLC自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制軟件，主流程如下：①初始化階段：對采集電壓進行檢測，判斷電網(wǎng)電壓及船舶發(fā)電機電壓是否小于閥值，小于閥值進入步驟②，否則發(fā)送電壓告警；②檢測電網(wǎng)頻率是否為額定值，若超過則進行調(diào)節(jié)；③檢測船舶發(fā)電機頻率與電網(wǎng)頻率差是否在閥值內(nèi)，若超過閥值則調(diào)整轉(zhuǎn)速進行頻率調(diào)整。④最后進行相位檢測，提前閉合命令實現(xiàn)發(fā)電機的并聯(lián)運行。自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制流程如圖4所示。在實際的電站自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制中，電網(wǎng)的負載會引起發(fā)電機頻率波動，造成閉合命令的提前量出現(xiàn)偏差，為了保障電路的穩(wěn)定，需要進行負載均衡，并設(shè)頻率差閥值為0.5Hz；本文的自動同步并聯(lián)運行控制不能實現(xiàn)電壓自動調(diào)節(jié)，但電壓差超過閥值，則不允許發(fā)送閉合命令，并發(fā)出告警信息。同時，閉合是否成功返回至S7-300PLC，作為其他功能模塊的控制信號。

3基于云平臺的電站管理系統(tǒng)仿真

根據(jù)前2節(jié)的描述可知，本文設(shè)計的基于云平臺的船舶電站管理系統(tǒng)中的自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制可實現(xiàn)柴油機、發(fā)電機及電網(wǎng)的各類數(shù)據(jù)的并行采集及分析，有效提高了并聯(lián)運行中開關(guān)閉合的實效性，最后對并聯(lián)開關(guān)閉合準(zhǔn)確性及閉合消息提前量進行仿真，并與傳統(tǒng)單控制器管理系統(tǒng)進行比較，各閥值設(shè)置如下：頻率差為0.5Hz，電壓差為10%～15%，相位差為5%。仿真結(jié)果如表1所示。

4結(jié)語

本文分析了船舶電站管理系統(tǒng)功能，在此基礎(chǔ)上重點研究了自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運行控制的軟硬件實現(xiàn)，最后給出了仿真結(jié)果。

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作者:程勇兵 張羽 鄧淇中 單位:1.新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息系 2.國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院 3.國網(wǎng)重慶市電力公司江津供電分公司