船舶高壓電力的模擬試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶高壓電力的模擬試驗裝置，包括配電系統(tǒng)、至少一組的高壓配電屏、能量管理控制器以及可調(diào)負(fù)載裝置，配電系統(tǒng)包括兩組以上的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組包括低壓交流發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及機(jī)組驅(qū)動裝置，機(jī)組驅(qū)動裝置包括機(jī)組驅(qū)動控制器、變頻器以及電動電位器，每組高壓配電屏包括負(fù)載控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏、同步控制屏以及聯(lián)絡(luò)控制屏；可調(diào)負(fù)載裝置包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載，能量管理控制器通過通訊總線分別與同步控制屏、聯(lián)絡(luò)控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏以及機(jī)組驅(qū)動裝置相連。本發(fā)明將實船高壓配電屏引入實驗室，改變了以往實驗室只有低壓配電屏或者只有高壓配電屏仿真系統(tǒng)的狀況。
【專利說明】船舶高壓電力的模擬試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶高壓電力的模擬技術(shù)，更具體地說，是涉及一種船舶高壓電力的模擬試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著船舶電氣化水平的不斷提高，船上用電設(shè)備日益增多，用電負(fù)荷快速上升，使得發(fā)電機(jī)的功率逐漸增大，對于傳統(tǒng)船舶低壓電力系統(tǒng)(500V以下)來說，系統(tǒng)電流逐步增力口，電纜截面積逐漸增大，同時制造低壓的大功率電機(jī)在技術(shù)上是困難的、經(jīng)濟(jì)上是不合理的。為此，提高電力系統(tǒng)的電壓等級成為電站向大容量方向發(fā)展所必須考慮的問題，這也是船舶高壓電力系統(tǒng)產(chǎn)生的原因，并且已成為船舶電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
[0003]目前，我國船用高壓電力系統(tǒng)產(chǎn)品的研究尚處于初級階段，我國大多數(shù)的船員、學(xué)生及相關(guān)方面的科研人員對船舶高壓系統(tǒng)了解仍然不夠，建立一套完善的性能測試平臺，有助于先進(jìn)的控制理論和控制技術(shù)在船舶高壓電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究，同時可作為教學(xué)平臺，為培養(yǎng)高能力、高素質(zhì)的學(xué)員提供實踐保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種船舶高壓電力的模擬試驗
>J-U ρ?α裝直。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種船舶高壓電力的模擬試驗裝置，包括:
[0007]配電系統(tǒng)，所述配電系統(tǒng)包括2組以上的組發(fā)電機(jī)組，每組發(fā)電機(jī)組包括400V低壓交流發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及機(jī)組驅(qū)動裝置，所述電動機(jī)與所述400V低壓交流發(fā)電機(jī)相連；所述機(jī)組驅(qū)動裝置包括機(jī)組驅(qū)動控制器、變頻器以及電動電位器，所述機(jī)組驅(qū)動控制器分別與所述變頻器以及電動電位器相連；所述變頻器與所述電動機(jī)相連，所述電動電位器與所述400V低壓交流發(fā)電機(jī)相連；
[0008]至少一組的高壓配電屏，所述每組高壓配電屏包括負(fù)載控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏、同步控制屏以及聯(lián)絡(luò)控制屏，所述負(fù)載控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏、同步控制屏以及聯(lián)絡(luò)控制屏均通過電站母排相連；所述發(fā)電機(jī)控制屏的數(shù)量與所述發(fā)電機(jī)組的數(shù)量相對應(yīng)，其中，每個發(fā)電機(jī)控制屏還與相對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組相連；
[0009]可調(diào)負(fù)載裝置，所述可調(diào)負(fù)載裝置包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載，所述可調(diào)負(fù)載裝置與所述負(fù)載控制屏相連；
[0010]一個能量管理控制器，所述能量管理控制器設(shè)于任一聯(lián)絡(luò)控制屏內(nèi)，所述能量管理控制器通過通訊總線分別與同步控制屏、聯(lián)絡(luò)控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏以及機(jī)組驅(qū)動裝置相連。
[0011]所述通訊總線包括M0DUBUS、PR0FIBUS-DP、CAN總線以及以太網(wǎng)通訊。
[0012]所述能量管理控制器的增機(jī)步驟如下:
[0013]A.能量管理控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序判斷是否還有備用發(fā)電機(jī)組；
[0014]B.若還有備用發(fā)電機(jī)組，能量管理控制器將增機(jī)信號發(fā)送至對應(yīng)的發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組控制器；
[0015]C.機(jī)組控制器發(fā)送啟動信號給相應(yīng)的機(jī)組驅(qū)動控制器，啟動相應(yīng)發(fā)電機(jī)組，如果三次啟動不成功，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組；
[0016]D.機(jī)組控制器檢測到機(jī)組啟動成功后進(jìn)行自動并車，并根據(jù)母排頻率，調(diào)整該發(fā)電機(jī)組的頻率，機(jī)組控制器向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)送升速或降速指令，調(diào)整發(fā)電機(jī)組頻率，當(dāng)檢測到母排和機(jī)組相位匹配則發(fā)出合閘命令；
[0017]E.機(jī)組控制器檢測合閘狀態(tài)，如果未檢測到合閘反饋，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組；
[0018]F.機(jī)組控制器檢測合閘成功后，根據(jù)能量管理控制器計算出的平均有功功率和平均無功功率，自動進(jìn)行調(diào)頻調(diào)載，調(diào)無功，在調(diào)整過程中，機(jī)組控制器會向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出調(diào)整指令，機(jī)組驅(qū)動控制器根據(jù)相應(yīng)的調(diào)整指令來改變機(jī)組的狀態(tài)；
[0019]其中調(diào)整指令包括升速、降速、升壓、降壓。
[0020]所述增機(jī)的條件為滿足以下條件中的任意一條:
[0021]I)當(dāng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障時，備用機(jī)組應(yīng)自動啟動；嚴(yán)重故障包括超速、滑油過度；
[0022]2)當(dāng)母線失電時所有備用機(jī)組立即自動啟動,最先起動成功者自動投入,從起動開始到投網(wǎng)電壓后自動投入的時間小于30秒；
[0023]3)在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組總功率大于總額定功率的85%時；
[0024]4)當(dāng)在網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生故障報警時，自動起動備用機(jī)組，備用機(jī)組并入電網(wǎng)成功后，逐步卸去故障機(jī)組負(fù)荷和發(fā)出停機(jī)指令，并發(fā)出報警信號；其中，所述故障報警原因包括因柴油機(jī)滑油壓力低、冷卻水溫度高、發(fā)電機(jī)組繞組過熱。
[0025]所述能量管理控制器的減機(jī)步驟如下:
[0026]A.能量管理控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序確定待減發(fā)電機(jī)組；
[0027]B.能量管理控制器將減機(jī)信號發(fā)送至與減機(jī)對應(yīng)的發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組控制器；
[0028]C.機(jī)組控制器發(fā)送減速信號給相應(yīng)的機(jī)組驅(qū)動控制器，控制相應(yīng)發(fā)電機(jī)組降速降負(fù)荷；
[0029]D.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)組負(fù)荷降至額定功率的預(yù)設(shè)百分比以下時，機(jī)組控制器發(fā)出分閘信號至待減發(fā)電機(jī)控制屏，使得減發(fā)電機(jī)控制屏中的組機(jī)開關(guān)斷開，如果在設(shè)定時間內(nèi)未完成解列，則發(fā)出減機(jī)故障報警；
[0030]E.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組開關(guān)分閘后，在等待若干秒冷卻時間后，向待減的機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出停機(jī)信號。
[0031]F.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)組停機(jī)成功后，減機(jī)過程完成；如果在設(shè)定時間內(nèi)待減發(fā)電機(jī)組未完成停機(jī)，則發(fā)出機(jī)組減機(jī)故障報警。
[0032]所述減機(jī)的條件為:在網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組總功率小于總額定功率的30%時。
[0033]所述預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序設(shè)于能量管理控制器中。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的一種船舶高壓電力的模擬試驗裝置具有以下的有益效果:
[0035]I)船用高壓電力模擬試驗裝置，采用高壓配電屏過低壓電的方式來模擬實船高壓配電系統(tǒng)，該設(shè)計方案即滿足了高壓配電屏操控方式與實船保持一致的要求，又解決了高壓發(fā)電機(jī)組占地面積過大，安全防護(hù)要求過高的的問題。
[0036]2)船用高壓電力模擬試驗裝置采用變頻器帶動電動機(jī)的方式作為原動機(jī)，比實船的柴油電動機(jī)操控更為簡便、噪音更小，對空氣污染小，更環(huán)保。
[0037]3)船用高壓電力模擬試驗裝置引入可調(diào)負(fù)載裝置，可實時模擬不同負(fù)荷下系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
[0038]4)高壓配電屏的面板布局、儀表設(shè)置、操控流程完全根據(jù)實船要求配置，學(xué)生(員)可通過實際的操控，對實船高壓配電屏有更深刻的認(rèn)識，有利于相關(guān)教學(xué)、培訓(xùn)工作的開展，為學(xué)生(員)的培訓(xùn)工作提供實踐保障。
[0039]5)船用高壓電力模擬試驗裝置采用模塊化設(shè)計理念，接口形式多樣，組合方式靈活多變，適合不同需求的用戶。
[0040]總之，本發(fā)明的模擬試驗裝置，將實船高壓配電屏引入實驗室，改變了以往實驗室只有低壓配電屏或者只有高壓配電屏仿真系統(tǒng)的狀況，為實驗室船舶高壓配電系統(tǒng)領(lǐng)域的科研、教研工作，提供了更好的技術(shù)保障，靈活的配置，良好的效果，具有廣闊的市場前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是本發(fā)明的實施例的原理示意圖；
[0042]圖2是圖1中的機(jī)組驅(qū)動裝置的原理示意圖；
[0043]圖3是圖1中的高壓配電屏的屏面布置示意圖；
[0044]圖4是圖3中的高壓配電屏的控制原理圖；
[0045]圖5是本發(fā)明的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；
[0046]圖6是本發(fā)明的控制器的軟件架構(gòu)圖；
[0047]圖7是本發(fā)明的增機(jī)過程的流程示意圖；
[0048]圖8是本發(fā)明的減機(jī)過程的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0050]實施例
[0051]請參閱圖1所示，本發(fā)明主要由機(jī)組驅(qū)動裝置、發(fā)電機(jī)組、高壓配電屏和可調(diào)負(fù)載裝置幾個部分組成。采用模塊化的設(shè)計方式，通過不同形式的接口將各部分有機(jī)整合到一起，系統(tǒng)各設(shè)備之間整合形式多樣，用戶可根據(jù)自身需求和實際情況進(jìn)行選擇，比如在控制信息傳輸層面，用戶可選擇硬線或者通訊的方式來實現(xiàn)各系統(tǒng)設(shè)備之間的信息互通；在通訊總線層面可選用MODUBUS、PROFIBUS-DP、CAN總線以太網(wǎng)通訊等。
[0052]本發(fā)明采用電動機(jī)帶發(fā)電機(jī)的方式來模擬實船的柴油(汽輪)發(fā)電機(jī)組，為了滿足試驗中調(diào)頻調(diào)載和調(diào)壓調(diào)無功的需求，系統(tǒng)配置機(jī)組驅(qū)動裝置如圖2所示，機(jī)組驅(qū)動裝置主要由變頻器、電動電位器、控制器和觸摸屏組成，用戶可通過遠(yuǎn)程(高壓配電屏側(cè))，和就地(機(jī)組驅(qū)動裝置觸摸屏)操控的方式，對機(jī)組進(jìn)行實時監(jiān)控。
[0053]系統(tǒng)設(shè)計用變頻器的變頻功能來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出頻率的目的，滿足系統(tǒng)有功調(diào)頻、調(diào)載的需求。同時自制調(diào)壓裝置(電動電位器)，通過改變電位器的阻值，從而改變發(fā)電機(jī)的勵磁電流，最終達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓值的目的，滿足系統(tǒng)兩次無功調(diào)節(jié)的需求。
[0054]本發(fā)明中的高壓配電屏，由負(fù)載控制屏、機(jī)組控制屏、同步控制屏、和聯(lián)絡(luò)控制屏組成，各控制屏的數(shù)量根據(jù)機(jī)組數(shù)量而定。為了便于系統(tǒng)描述，以下圖文說明均以四臺機(jī)組高壓配電屏為例。控制4臺機(jī)組的配電屏設(shè)計有10屏，分別為負(fù)載控制屏(2屏)、機(jī)組控制屏(4屏)、同步控制屏(2屏)、和聯(lián)絡(luò)控制屏(2屏)(見圖3、圖4)。每屏分四個獨(dú)立的隔室(手車室、母線室、電纜室、低壓儀表室)。手車室內(nèi)配置有高壓斷路器，控制電纜室端點(diǎn)與母排側(cè)的通斷；母線室主要用于銅排安裝的隔室；電纜室主要用于連接外部電纜的隔室；低壓儀表室用于安裝各種儀表、控制電源配電、控制器等相關(guān)設(shè)備。
[0055]機(jī)組控制屏主要功能為控制發(fā)電機(jī)組啟動、停止；控制發(fā)電機(jī)組開關(guān)的合閘、分閘；發(fā)電機(jī)組的保護(hù)(短路、過流、欠/過壓、逆功率、差動、接地過電流等)；發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)測量和監(jiān)視等。機(jī)組控制屏配置有綜合保護(hù)裝置、機(jī)組控制器、顯示儀表、按鈕、開關(guān)指示燈、真空斷路器、電壓(電流)互感器、接地刀等主要器件，用于系統(tǒng)的實時保護(hù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)米集。
[0056]同步控制屏主要用于發(fā)電機(jī)組、匯流排手動同步并車，配置有同步表、雙指針電壓表和雙指針頻率表、按鈕、開關(guān)指示燈、電壓互感器、觸摸屏等主要器件，用戶可根據(jù)面板儀表指示，實現(xiàn)不同機(jī)組、匯流排間的手動并車。該控制屏還具有匯流排接地故障檢測和保護(hù)(開口三角)、電量參數(shù)的測量和狀態(tài)監(jiān)視等功能。
[0057]聯(lián)絡(luò)控制屏根據(jù)CCS規(guī)范的相關(guān)要求，設(shè)計為前、后電站2段母線形式，2段匯流排通過母聯(lián)控制屏中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接。母聯(lián)控制屏的主要功能為母聯(lián)開關(guān)的合分控制，及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)的實時監(jiān)控，控制屏配置有綜合保護(hù)裝置、儀表、按鈕、開關(guān)指示燈、控制器、真空斷路器、電壓(電流)互感器、接地刀等主要器件，可實時監(jiān)控母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)的電參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實時保護(hù)(如過流、過頻、欠頻、短路等)。
[0058]負(fù)載控制屏，通過控制負(fù)載控制屏中的負(fù)載開關(guān)的合分，來實現(xiàn)為用電設(shè)備配電和保護(hù)，控制屏配備綜合保護(hù)裝置、儀表、按鈕、開關(guān)指示燈、電壓(電流)互感器、真空斷路器、接地刀等器件，實時監(jiān)控負(fù)載開關(guān)兩側(cè)的電參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實時保護(hù)(如過流、短路、三相不平衡、逆功率等)。
[0059]本發(fā)明中的高壓配電屏的設(shè)計、器件選型按實船配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)，為了滿足高壓配電屏過低壓電的特殊功能，系統(tǒng)在控制屏的電纜室增配低壓電壓互感器，以滿足系統(tǒng)采集的需要。
[0060]可調(diào)負(fù)載裝置是為了模擬系統(tǒng)在不同負(fù)荷下的運(yùn)行情況，系統(tǒng)配置有可調(diào)負(fù)載裝置，該裝置包含阻性負(fù)載和感性負(fù)載兩個部分，可通過就地(面板)或遠(yuǎn)程(高壓配電屏)操控的方式來調(diào)整負(fù)荷的大小，滿足系統(tǒng)不同負(fù)荷工況的需求。
[0061]控制系統(tǒng)架構(gòu)
[0062]本發(fā)明的模擬試驗裝置的控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的集散控制方式，系統(tǒng)按功能可分為三層:上位監(jiān)控層、過程控制層、執(zhí)行管理層(見圖5)。
[0063]所述的上位監(jiān)控層主要指人機(jī)界面包括觸摸屏，上位計算機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)在機(jī)組驅(qū)動裝置和高壓配電屏側(cè)配置有人機(jī)界面，采用SoftLink 610T型10.4〃彩色觸摸屏，用戶可通過人機(jī)交互界面監(jiān)視系統(tǒng)各設(shè)備的實時運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)布控制命令、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警查詢等，確保在系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的能觀、能控性。
[0064]所述的過程控制層主要指不同功能的控制器組成的控制系統(tǒng)，該層在整個系統(tǒng)架構(gòu)中起到的是承上啟下的作用，對上與上位人機(jī)界面進(jìn)行實時信息交互，上傳系統(tǒng)運(yùn)行過程數(shù)據(jù)同時接受用戶發(fā)布的命令；對下與綜保等設(shè)備以通訊或者硬線連接的方式采集數(shù)據(jù)和下發(fā)控制指令。系統(tǒng)所有的運(yùn)行邏輯、策略、聯(lián)鎖等功能均通過該層來實現(xiàn)?？刂破餍问蕉鄻?，如PLC、ARM控制器等。
[0065]在本控制系統(tǒng)中，控制器硬件選用西門子S7-1200系列PLC，軟件開發(fā)基于西門子博圖Vll平臺完成。控制器軟件功能有以下及部分組成(見圖6):
[0066]通訊管理子程序:處理控制器與其他控制器、綜保裝置、人機(jī)界面之間的數(shù)據(jù)交互和共享。
[0067]數(shù)據(jù)處理子程序:將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理，用于邏輯判斷和參數(shù)顯示。
[0068]流程處理子程序:按操控工藝流程，根據(jù)不同的運(yùn)行參數(shù)，對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控
[0069]I/O接口子程序:處理不同接口信息，完成與不同接口形式設(shè)備的信息交互。
[0070]報警處理子程序:對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，對于系統(tǒng)故障信息進(jìn)行報警、記錄，并按預(yù)案對故障設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行干預(yù)。
[0071]所述的執(zhí)行管理層主要指綜保裝置組成的底層控制系統(tǒng)，該層在系統(tǒng)中起到輸出管理的功能，它匯總了測量、保護(hù)判斷、控制器指令等多方信息，根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯，執(zhí)行相應(yīng)的操作，確保聯(lián)鎖保護(hù)準(zhǔn)確無誤。本控制系統(tǒng)中的綜保裝置選用西門子7UM623電機(jī)保護(hù)型微機(jī)綜保裝置。
[0072]本發(fā)明的實現(xiàn)原理
[0073]船舶高壓電力的模擬試驗裝置主要用來模擬實船高壓配電系統(tǒng)(發(fā)電一配電一用電)的整個過程。
[0074]1、發(fā)電過程
[0075]系統(tǒng)采用變頻器驅(qū)動電動機(jī)作為源動力(實船一般選用柴油機(jī)/汽輪機(jī))，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0076]2、配電過程
[0077]發(fā)電機(jī)發(fā)出的電通過電源線傳輸?shù)脚潆娖翙C(jī)組控制屏的進(jìn)線端，由高壓配電屏來實現(xiàn)電力分配的功能。
[0078]I)機(jī)組并網(wǎng)
[0079]機(jī)組并網(wǎng)主要有兩種情況:
[0080]A、母排失電
[0081]在母排失電狀態(tài)下，系統(tǒng)只需檢測進(jìn)線側(cè)電壓是否在允許范圍之內(nèi)，如果電壓值無異常，則閉合機(jī)組控制屏開關(guān)，使母排得電。
[0082]B、母排帶電
[0083]在母排帶電情況下，系統(tǒng)需檢測待并網(wǎng)機(jī)組電壓及其與母排電網(wǎng)之間的相位差，調(diào)整待并網(wǎng)機(jī)組的頻率(通常情況下略高于母排頻率)，當(dāng)機(jī)組和電網(wǎng)相位接近時，閉合機(jī)組開關(guān)，實現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。
[0084]2)調(diào)頻調(diào)載
[0085]多臺機(jī)組并網(wǎng)時，可通過調(diào)節(jié)各機(jī)組的頻率從而實現(xiàn)各機(jī)組之間的負(fù)荷平均分配。具體實現(xiàn)方式為通過改變變頻器的輸出頻率，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變發(fā)電機(jī)組的輸出頻率。
[0086]3)無功調(diào)節(jié)
[0087]多臺機(jī)組并網(wǎng)時，為了防止機(jī)組之間無功不均產(chǎn)生較大的環(huán)流影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)配置無功調(diào)節(jié)功能，通過調(diào)節(jié)電動電位器的阻值，從而改變發(fā)電機(jī)的勵磁電流，最終實現(xiàn)各機(jī)組間無功功率基本均分。
[0088]4)機(jī)組解列
[0089]當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷下降時，為了減少在網(wǎng)機(jī)組的數(shù)量，需要對解列機(jī)組降頻，同時升高其他在網(wǎng)機(jī)組的頻率，當(dāng)解列機(jī)組的負(fù)荷降至額定功率5%以下，則可斷開機(jī)組開關(guān)，解列完成。
[0090]3、用電設(shè)備
[0091]系統(tǒng)配置可調(diào)負(fù)載，模擬實船的用電設(shè)備，負(fù)載由兩部分組成電感負(fù)載和電阻負(fù)載。可調(diào)負(fù)載通過電源線直接與負(fù)載控制屏出線端連接，當(dāng)負(fù)載控制屏開關(guān)閉合則表面負(fù)荷投入使用，可通過遠(yuǎn)程操控/面板操控的方式來改變阻性負(fù)載和感性負(fù)載的大小。
[0092]系統(tǒng)功能描述
[0093]模擬實船功能
[0094]作為實驗室模擬實驗裝置，本發(fā)明可模擬演示實船中壓電站各個基本操控流程，具體功能如下:
[0095]1、控制部位及方式
[0096]控制部位有機(jī)旁(機(jī)組側(cè))、配電屏；
[0097]發(fā)電機(jī)組機(jī)旁設(shè)有機(jī)旁/遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)，機(jī)旁操縱時機(jī)組的一切操作在機(jī)旁進(jìn)行；在遙控時，則可在配電屏進(jìn)行手動遙控或自動起、停機(jī)組。
[0098]配電屏設(shè)有手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0099]2、手動操作顯示功能
[0100]機(jī)組控制屏可實現(xiàn)各發(fā)電機(jī)組的啟停及電量參數(shù)顯示，同步控制屏可實現(xiàn)各機(jī)組手動合分閘，手動調(diào)頻及相應(yīng)的參數(shù)顯示。
[0101]3、機(jī)組的自動起動
[0102]當(dāng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生超速、滑油過度等嚴(yán)重故障時，備用機(jī)組應(yīng)自動啟動；當(dāng)母線失電時所有備用機(jī)組立即自動啟動，最先起動成功者自動投入，從起動開始到投網(wǎng)電壓后自動投入的時間小于30秒。
[0103]在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組總功率大于總額定功率的85%時，備用機(jī)組應(yīng)自動啟動。備用機(jī)組的優(yōu)先順序可人工設(shè)定。
[0104]當(dāng)在網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組因柴油機(jī)滑油壓力低、冷卻水溫度高、發(fā)電機(jī)組繞組過熱等故障報警時，自動起動備用機(jī)組，備用機(jī)組并入電網(wǎng)成功后，逐步卸去故障機(jī)組負(fù)荷和發(fā)出停機(jī)指令，并發(fā)出報警信號。
[0105]當(dāng)裝置收到一臺機(jī)組起動失敗信息后，則應(yīng)能自動將啟動指令轉(zhuǎn)至下一臺備用機(jī)組，并發(fā)出警報信號。
[0106]機(jī)組啟動指令的發(fā)出不應(yīng)超過三次，即具有三次起動失敗報警功能。
[0107]4、機(jī)組投入和并聯(lián)運(yùn)行
[0108]母線無電時，啟動的備用機(jī)組在達(dá)到一定電壓(大于額定電壓的85% )和頻率(50±0.5Hz)后立即投入。
[0109]母線有電時，該機(jī)組應(yīng)自動同步，自動合閘。
[0110]自動并聯(lián)后，具有有功功率自動分配功能，并滿足有功分配精度(±10%PN)，頻率調(diào)節(jié)精度為50 ±0.5Hz。
[0111]若因短路故障而引起的電網(wǎng)失電，備用機(jī)組主開關(guān)的自動合閘只允許進(jìn)行一次，自動合閘失敗應(yīng)自動報警，并啟動下一臺備用機(jī)組投入。
[0112]5、機(jī)組的解列和停機(jī)
[0113]在網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組總功率小于總額定功率的30%時，指定機(jī)組自動解列、停機(jī)，停機(jī)失敗則發(fā)出聲光報警。
[0114]在解列過程中，除嚴(yán)重故障之外，均應(yīng)能平滑地自動轉(zhuǎn)移負(fù)荷。當(dāng)解列發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至小于該發(fā)電機(jī)組額定功率的10%，時發(fā)出分閘指令。
[0115]機(jī)組發(fā)生超速或滑油失壓等嚴(yán)重故障時，必須采取可靠措施緊急停機(jī)，并起動備用機(jī)組投入。
[0116]6、發(fā)電機(jī)組起、停序列設(shè)定功能
[0117]在同步控制屏的人機(jī)界面上可設(shè)定各發(fā)電機(jī)組的自動起、停的順序。
[0118]7、電站最少運(yùn)行機(jī)組數(shù)設(shè)定功能
[0119]在同步控制屏的人機(jī)界面上可設(shè)定電力系統(tǒng)需要投入的機(jī)組數(shù)。
[0120]8、重載起動詢問功能
[0121]該功能主要對側(cè)推裝置等大負(fù)載的起動實行起動詢問，可實現(xiàn)多組設(shè)備的負(fù)載詢問。
[0122]9、三級卸載功能
[0123]該功能主要為保護(hù)電網(wǎng)不斷電連續(xù)運(yùn)行，針對機(jī)組過載、電網(wǎng)過載設(shè)定，可分為三級。
[0124]10、人機(jī)界面功能
[0125]系統(tǒng)人機(jī)界面能顯示各機(jī)組參數(shù)及工作狀態(tài)，對主要參數(shù)的故障進(jìn)行變色報警。能量控制管理站能顯示系統(tǒng)的參數(shù)及工作狀態(tài)，對主要參數(shù)的故障進(jìn)行報警，并能實現(xiàn)各機(jī)組的遙控啟、停及合、分功能。
[0126]通過不同功能的演示操作，使學(xué)員對于實船中壓配電系統(tǒng)的主要操作流程、工作原理，有個宏觀上的認(rèn)識，結(jié)合書本所學(xué)知識，理論聯(lián)系實際，加深相關(guān)教學(xué)知識點(diǎn)的理解。
[0127]實操演練功能
[0128]在實操演練過程中，學(xué)員可親身體驗中壓配電屏的各項操控流程，通過反復(fù)操練在實驗室中即可熟練掌握中壓配電系統(tǒng)的各項基本操作技能，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)提供了實踐基礎(chǔ)，為今后的實船工作打下良好的基礎(chǔ)。
[0129]實操演練功能可分為機(jī)械操作和電氣操作兩個部分:
[0130]在機(jī)械操作過程中，學(xué)員可以對中壓配電屏中的機(jī)械器件進(jìn)行實際操控，如接地刀的合閘與分閘、手車搖進(jìn)搖出，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行前檢驗等，通過親手操作切身體會五防聯(lián)鎖的真正含義及其實現(xiàn)方式。
[0131]電氣操作過程按功能可分為手動操控和自動操控兩個部分。在手動操控模式下，學(xué)員可通過配電屏面板上的按鈕開關(guān)實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的啟停、相關(guān)開關(guān)的合閘分閘、機(jī)組并車、負(fù)荷分配、解列停機(jī)等手動操作功能；在自動操控模式下，系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)員的相關(guān)參數(shù)設(shè)定對機(jī)組進(jìn)行全自動管理，包括機(jī)組自動增機(jī)、減機(jī)、重載詢問、三級卸載等船舶自動化電站基本模擬功能。
[0132]測試平臺功能
[0133]作為測試平臺，本發(fā)明可用于船舶電站能量管理、協(xié)調(diào)控制等相關(guān)技術(shù)的研究。
[0134]本發(fā)明可搭載不同形式的電站管理控制器，控制器安裝于各屏的儀表室內(nèi)，系統(tǒng)為控制器提供不同形式的接口，接口信號主要有:電壓信號、電流信號、開關(guān)合分閘信號、報警信號、故障信號、機(jī)組啟、停、加速、減速、升壓、降壓信號等，通過這些接口控制器可采集系統(tǒng)實時運(yùn)行信息，并對系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出控制命令。
[0135]通過與模擬試驗裝置的結(jié)合，控制器可完成各項與船舶電站功能相關(guān)內(nèi)容的測試與研究，以達(dá)到完善功能，提聞性能的目的。
[0136]本發(fā)明的船用高壓電力模擬試驗裝置，采用低壓發(fā)電機(jī)組與高壓配電屏相結(jié)合的方式，該方式既保證了高壓配電屏外觀、結(jié)構(gòu)和操控等各方面的完整性，又解決了高壓發(fā)電機(jī)組成本過高，占地面積過大，安全防護(hù)要求較高的問題。
[0137]該裝置可模擬船舶高壓電站各種運(yùn)行工況，如故障增減機(jī)，重載增機(jī)，負(fù)荷增機(jī)等，作為教學(xué)實踐平臺，可涵蓋各種教學(xué)重點(diǎn)實踐環(huán)節(jié)，為相關(guān)的教學(xué)試驗工作提供較好的實踐保障。
[0138]系統(tǒng)自動控制流程描述
[0139]船舶高壓電力的模擬試驗裝置監(jiān)控系統(tǒng)通過能量管理控制器與各機(jī)組控制器、機(jī)組驅(qū)動控制器相互協(xié)調(diào)來實現(xiàn)模擬試驗裝置的各項自動控制功能。
[0140]1、能量管理控制器功能
[0141]能量管理控制器作為控制系統(tǒng)的核心主要用來實現(xiàn)系統(tǒng)能量分配及各機(jī)組之間相互協(xié)調(diào)的功能:
[0142]I)能量管理控制器與各機(jī)組通過以太網(wǎng)通訊，獲取各機(jī)組狀態(tài)信息，主要包括:各機(jī)組電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等；同時通過與觸摸屏數(shù)據(jù)交互獲取用戶設(shè)置信息如自動增機(jī)功率百分比，機(jī)組啟動優(yōu)先級，自動減機(jī)功率百分比，重載詢問設(shè)定值等。
[0143]2)能量管理控制器計算出系統(tǒng)平均有功功率、平均無功功率，需要增機(jī)的機(jī)組號，需要減機(jī)的機(jī)組號等信息下發(fā)給各機(jī)組。
[0144]2、機(jī)組控制器的主要功能
[0145]I)通過與綜保裝置通訊采集當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行信息:電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等
[0146]2)將采集信息上傳至能量管理控制器，并從能量管理控制器獲取相關(guān)運(yùn)算結(jié)果。
[0147]3)執(zhí)行能量管理控制器下發(fā)指令
[0148]3、機(jī)組驅(qū)動控制器的主要功能
[0149]I)根據(jù)遠(yuǎn)程機(jī)組啟停信號，通過變頻器控制電動機(jī)組的啟停，最終實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控發(fā)電機(jī)組的啟停。
[0150]2)根據(jù)機(jī)組升速、降速信號，通過變頻器控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出頻率的控制。
[0151]3)根據(jù)機(jī)組升壓、降壓信號，通過電動電位器調(diào)整，控制發(fā)電機(jī)組的勵磁電流，最終實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出電壓的控制。
[0152]功能實現(xiàn)
[0153]能量管理的過程，可歸結(jié)為兩個過程:增機(jī)過程和減機(jī)過程(具體何時增機(jī)何時減機(jī)詳見前述的系統(tǒng)功能描述部分)
[0154]如圖7所示，增機(jī)過程主要流程如下:
[0155]1.能量管理控制器根據(jù)決策邏輯判斷出系統(tǒng)需要增機(jī)，并發(fā)出增機(jī)請求；
[0156]2.系統(tǒng)判斷是否有備用機(jī)組，如果備用機(jī)組數(shù)為零，則不響應(yīng)請求；反之則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定優(yōu)先級，增機(jī)的機(jī)組號；
[0157]3.能量管理控制器將相應(yīng)的機(jī)組號發(fā)送給對應(yīng)的機(jī)組控制器，機(jī)組控制器收到指令后執(zhí)行增機(jī)過程。
[0158]4.機(jī)組控制器發(fā)送機(jī)組啟動命令給機(jī)組驅(qū)動控制器，啟動相應(yīng)機(jī)組，如果機(jī)組三次啟動不成功，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組。
[0159]5.機(jī)組控制器檢測到機(jī)組啟動成功，進(jìn)行自動并車過程，根據(jù)母排頻率，調(diào)整當(dāng)前機(jī)組的頻率，機(jī)組控制器向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)送升速、降速指令，調(diào)整發(fā)電機(jī)組頻率，當(dāng)檢測到母排和機(jī)組相位接近則發(fā)出合閘命令。
[0160]6.機(jī)組控制器檢測合閘狀態(tài)，如果未檢測到合閘反饋，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組。
[0161]7.機(jī)組控制器檢測合閘成功后，根據(jù)能量管理控制器計算出的平均有功功率和平均無功功率，自動進(jìn)行調(diào)頻調(diào)載，調(diào)無功，在調(diào)整過程中，機(jī)組控制器會向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出升速、降速、升壓、降壓等指令，機(jī)組驅(qū)動控制器根據(jù)相應(yīng)的指令來改變機(jī)組的狀態(tài)。
[0162]8.增機(jī)過程完成，穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行，機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行過程中調(diào)頻調(diào)載，調(diào)無功過程實時進(jìn)行，確保各運(yùn)行機(jī)組有功無功平均分配。
[0163]如圖8所示，減機(jī)過程主要流程如下:
[0164]9.能量管理控制器根據(jù)決策邏輯判斷出系統(tǒng)需要減機(jī)，并發(fā)出減機(jī)請求；
[0165]10.根據(jù)設(shè)定優(yōu)先級，確定減機(jī)的機(jī)組號(即按照發(fā)電機(jī)組的啟動順序逆序排列，如啟動順序為1、2、3、4則停機(jī)順序為4、3、2、1)；
[0166]1.能量管理控制器將相應(yīng)的機(jī)組號發(fā)送給對應(yīng)的機(jī)組控制器，機(jī)組控制器收到指令后執(zhí)行減機(jī)過程；
[0167]2.機(jī)組控制器發(fā)送機(jī)組減速指令給機(jī)組驅(qū)動控制器，機(jī)組降速降負(fù)荷；
[0168]3.機(jī)組控制器檢測到機(jī)組負(fù)荷降至額定功率的N%以下時，發(fā)出分閘指令，機(jī)組開關(guān)斷開，如果在設(shè)定時間內(nèi)未完成解列，則發(fā)出減機(jī)故障報警。
[0169]4.機(jī)組控制器檢測到機(jī)組分閘后，在等待N秒冷卻時間后，向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出停機(jī)指令。
[0170]5.機(jī)組控制器檢測停機(jī)成功后，減機(jī)過程完成，如果在設(shè)定時間內(nèi)未完成停機(jī)，則發(fā)出機(jī)組減機(jī)故障報警。
[0171]再以圖3為例，描述增減機(jī)實例(四臺機(jī)組)
[0172]1、實驗前狀態(tài)
[0173]1)P5/P6聯(lián)絡(luò)屏開關(guān)手動閉合，前后電站母排聯(lián)通；
[0174]2)負(fù)載控制屏開關(guān)閉合，可調(diào)負(fù)載與母排聯(lián)通，此時阻性負(fù)載和感性負(fù)載皆為很小值，接近于O ;
[0175]3)增機(jī)設(shè)定為額定功率80 %，減機(jī)設(shè)定為額定功率30 % ；
[0176]4)機(jī)組優(yōu)先級為1#、2#、3#、4#排列。
[0177]2、試驗步驟
[0178]1.將所有機(jī)組手/自動選擇開關(guān)打至“自動”檔，所有四臺機(jī)組均處于自動控制模式；
[0179]2.能量管理控制器檢測到電網(wǎng)失電狀態(tài)，發(fā)送自動增機(jī)指令給1#機(jī)組控制器；
[0180]3.1#機(jī)組控制器按流程完成增機(jī)過程。(此時電網(wǎng)失電，無需進(jìn)行自動并車判斷，直接合閘即可)；
[0181]4.當(dāng)1#機(jī)組合閘完成后，手動增加可調(diào)負(fù)載的感性負(fù)載和阻性負(fù)載，將有功功率加至I臺機(jī)組額定功率的80%?85%，同時增加無功功率，保持功率因素為0.8?0.85 ;
[0182]5.能量管理控制器根據(jù)增機(jī)策略判斷需要增機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷 > =設(shè)定值)，發(fā)送增機(jī)信號給2#機(jī)組；
[0183]6.2#機(jī)組控制器按增機(jī)組流程完成增機(jī)，1#和2#實時進(jìn)行有功無功調(diào)節(jié)，保持機(jī)組之間的有功功率和無功功率均分；
[0184]7.繼續(xù)增加阻性負(fù)載和感性負(fù)載,使兩臺機(jī)組的平均有功功率上升為額定功率80%?85%，同時增加無功功率，保持功率因素為0.8?0.85
[0185]8.能量管理控制器根據(jù)增機(jī)策略判斷需要增機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷 > =設(shè)定值)，發(fā)送增機(jī)信號給3#機(jī)組；
[0186]9.3#機(jī)組控制器按增機(jī)流程完成增機(jī)，三臺機(jī)組實時進(jìn)行有功無功調(diào)節(jié)，保持機(jī)組之間的有功功率和無功功率均分；
[0187]10.繼續(xù)增加阻性負(fù)載和感性負(fù)載,使三臺機(jī)組的平均有功功率上升為額定功率80%?85%，同時增加無功功率，保持功率因素為0.8?0.85 ;
[0188]11.能量管理控制器根據(jù)增機(jī)策略判斷需要增機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷 > =設(shè)定值)，發(fā)送增機(jī)信號給4#機(jī)組；
[0189]12.4#機(jī)組控制器按增機(jī)流程完成增機(jī)，四臺機(jī)組實時進(jìn)行有功無功調(diào)節(jié)，保持機(jī)組之間的有功功率和無功功率均分；
[0190]13.此時，四臺機(jī)組均已并網(wǎng)運(yùn)行，無備用機(jī)組，即使負(fù)荷繼續(xù)增加至四臺機(jī)組平均功率的80%以上，系統(tǒng)也不會響應(yīng)，觀察四臺機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行一段時間，增機(jī)過程完成；
[0191]14.手動較少阻性負(fù)載和感性負(fù)載，使四臺機(jī)組有功平均功率降至額定功率25?30 %，保持功率因素為0.8?0.85，能量管理控制器根據(jù)減機(jī)策略判斷需要減機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷
<=設(shè)定值)，發(fā)送減機(jī)信號給4#機(jī)組；
[0192]15.4#機(jī)組控制器按減機(jī)流程完成減機(jī)，剩余三臺機(jī)組實時進(jìn)行有功無功調(diào)節(jié)，保持之間的有功功率和無功功率均分；
[0193]16.繼續(xù)減少阻性負(fù)載和感性負(fù)載，使三臺機(jī)組有功平均功率降至額定功率25?30 %，保持功率因素為0.8?0.85，能量管理控制器根據(jù)減機(jī)策略判斷需要減機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷
<=設(shè)定值)，發(fā)送減機(jī)信號給3#機(jī)組；
[0194]17.3#機(jī)組控制器按減機(jī)流程完成減機(jī)，剩余二臺機(jī)組實時進(jìn)行有功無功調(diào)節(jié)，保持之間的有功功率和無功功率均分；
[0195]18.繼續(xù)減少阻性負(fù)載和感性負(fù)載，使兩臺機(jī)組有功平均功率降至額定功率25?30 %，保持功率因素為0.8?0.85，能量管理控制器根據(jù)減機(jī)策略判斷需要減機(jī)(當(dāng)前負(fù)荷
<=設(shè)定值)，發(fā)送減機(jī)信號給2#機(jī)組；
[0196]19.2#機(jī)組控制器按減機(jī)流程完成減機(jī)，剩余一臺機(jī)組獨(dú)立運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷大致為額定功率的40%?50%之間，功率因素為0.8?0.85
[0197]20.剩余最后一臺機(jī)組已無法減機(jī)，按規(guī)范電網(wǎng)是不能斷電的，因此模擬裝置最后一臺機(jī)組要斷開關(guān)停機(jī)需手動完成。將所有機(jī)組手/自動開關(guān)打至手動檔，將有功負(fù)荷、無功負(fù)荷較少到接近于0，手分閘機(jī)組開關(guān)，并停機(jī)，試驗完成。
[0198]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶高壓電力的模擬試驗裝置，其特征在于，包括: 配電系統(tǒng)，所述配電系統(tǒng)包括2組以上的發(fā)電機(jī)組，每組發(fā)電機(jī)組包括400V低壓交流發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及機(jī)組驅(qū)動裝置，所述電動機(jī)與所述400V低壓交流發(fā)電機(jī)相連；所述機(jī)組驅(qū)動裝置包括機(jī)組驅(qū)動控制器、變頻器以及電動電位器，所述機(jī)組驅(qū)動控制器分別與所述變頻器以及電動電位器相連；所述變頻器與所述電動機(jī)相連，所述電動電位器與所述400V低壓交流發(fā)電機(jī)相連； 至少一組的高壓配電屏，所述每組高壓配電屏包括負(fù)載控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏、同步控制屏以及聯(lián)絡(luò)控制屏，所述負(fù)載控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏、同步控制屏以及聯(lián)絡(luò)控制屏均通過電站母排相連；所述發(fā)電機(jī)控制屏的數(shù)量與所述發(fā)電機(jī)組的數(shù)量相對應(yīng)，其中，每個發(fā)電機(jī)控制屏還與相對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組相連； 可調(diào)負(fù)載裝置，所述可調(diào)負(fù)載裝置包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載，所述可調(diào)負(fù)載裝置與所述負(fù)載控制屏相連； 一個能量管理控制器，所述能量管理控制器設(shè)于任一聯(lián)絡(luò)控制屏內(nèi)，所述能量管理控制器通過通訊總線分別與同步控制屏、聯(lián)絡(luò)控制屏、發(fā)電機(jī)控制屏以及機(jī)組驅(qū)動裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述通訊總線包括MODUBUS、PROFIBUS-DP、CAN總線以及以太網(wǎng)通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述能量管理控制器的增機(jī)步驟如下: A.能量管理控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序判斷是否還有備用發(fā)電機(jī)組； B.若還有備用發(fā)電機(jī)組，能量管理控制器將增機(jī)信號發(fā)送至對應(yīng)的發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組控制器； C.機(jī)組控制器發(fā)送啟動信號給相應(yīng)的機(jī)組驅(qū)動控制器，啟動相應(yīng)發(fā)電機(jī)組，如果三次啟動不成功，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組； D.機(jī)組控制器檢測到機(jī)組啟動成功后進(jìn)行自動并車，并根據(jù)母排頻率，調(diào)整該發(fā)電機(jī)組的頻率，機(jī)組控制器向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)送升速或降速指令，調(diào)整發(fā)電機(jī)組頻率，當(dāng)檢測到母排和機(jī)組相位匹配則發(fā)出合閘命令； E.機(jī)組控制器檢測合閘狀態(tài)，如果未檢測到合閘反饋，則發(fā)出機(jī)組故障報警，能量管理控制器重新選擇其他備用機(jī)組； F.機(jī)組控制器檢測合閘成功后，根據(jù)能量管理控制器計算出的平均有功功率和平均無功功率，自動進(jìn)行調(diào)頻調(diào)載，調(diào)無功，在調(diào)整過程中，機(jī)組控制器會向機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出調(diào)整指令，機(jī)組驅(qū)動控制器根據(jù)相應(yīng)的調(diào)整指令來改變機(jī)組的狀態(tài)； 其中調(diào)整指令包括升速、降速、升壓、降壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述增機(jī)的條件為滿足以下條件中的任意一條: 1)當(dāng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障時，備用機(jī)組應(yīng)自動啟動；嚴(yán)重故障包括超速、滑油過度； 2)當(dāng)母線失電時所有備用機(jī)組立即自動啟動，最先起動成功者自動投入，從起動開始到投網(wǎng)電壓后自動投入的時間小于30秒； 3)在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組總功率大于總額定功率的85%時； 4)當(dāng)在網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生故障報警時，自動起動備用機(jī)組，備用機(jī)組并入電網(wǎng)成功后，逐步卸去故障機(jī)組負(fù)荷和發(fā)出停機(jī)指令，并發(fā)出報警信號；其中，所述故障報警原因包括因柴油機(jī)滑油壓力低、冷卻水溫度高、發(fā)電機(jī)組繞組過熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述能量管理控制器的減機(jī)步驟如下: A.能量管理控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序確定待減發(fā)電機(jī)組； B.能量管理控制器將減機(jī)信號發(fā)送至與減機(jī)對應(yīng)的發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組控制器； C.機(jī)組控制器發(fā)送減速信號給相應(yīng)的機(jī)組驅(qū)動控制器，控制相應(yīng)發(fā)電機(jī)組降速降負(fù)荷； D.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)組負(fù)荷降至額定功率的預(yù)設(shè)百分比以下時，機(jī)組控制器發(fā)出分閘信號至待減發(fā)電機(jī)控制屏，使得減發(fā)電機(jī)控制屏中的組機(jī)開關(guān)斷開，如果在設(shè)定時間內(nèi)未完成解列，則發(fā)出減機(jī)故障報警； E.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)控制屏中的機(jī)組開關(guān)分閘后，在等待若干秒冷卻時間后，向待減的機(jī)組驅(qū)動控制器發(fā)出停機(jī)信號。 F.機(jī)組控制器檢測到待減發(fā)電機(jī)組停機(jī)成功后，減機(jī)過程完成；如果在設(shè)定時間內(nèi)待減發(fā)電機(jī)組未完成停機(jī)，則發(fā)出機(jī)組減機(jī)故障報警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述減機(jī)的條件為:在網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組總功率小于總額定功率的30%時。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的模擬試驗裝置，其特征在于， 所述預(yù)設(shè)的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電排列順序設(shè)于能量管理控制器中。
【文檔編號】G05B23/02GK104133465SQ201410348548
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】鄭曉鳴, 劉善斌, 全江楚, 王守博, 丁佳, 文勇 申請人:中海網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司