系 統(tǒng)，該大型船舶的供電監(jiān)測系統(tǒng)的組成如下：
[0053] 整體組成
[0054] a) 發(fā)電機組控制器18臺 b) 區(qū)域管理器 6臺 c) 模擬顯示測量模塊 6臺讀取測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 顯不備用 d) 交換機 12臺
[0055] 結構及接口
[0056] 對于上層控制臺，電站控制裝置監(jiān)控組件（區(qū)域管理器）與電站監(jiān)控臺、電力集控 臺、電力備用集控臺的終端設備通過CAN總線網(wǎng)絡通訊協(xié)議進行信息和指令的交互，出于 網(wǎng)絡通訊可靠性及模塊化設計等方面的考慮，CAN總線通訊網(wǎng)絡共劃分為6個子網(wǎng)。
[0057] 對于機旁監(jiān)控箱，電站控制裝置的機組控制器與相應機旁監(jiān)控箱通過RS485協(xié)議 進行信息傳遞。機組控制器定時從相應機旁監(jiān)控箱獲取熱工參數(shù)及狀態(tài)信息。
[0058] 系統(tǒng)方案設計
[0059] 本系統(tǒng)采用分布式多級控制體系架構。多電站可以相互連接供電，形成供電區(qū)域。 對于區(qū)域管理器而言，不僅要完成自身電站的管理任務，當組合成為供電區(qū)域時，還需要完 成供電區(qū)域的管理。因此，有別于傳統(tǒng)的"電站-機組"兩級管理的監(jiān)控系統(tǒng)，在區(qū)域管理器 的設計中引入了"供電梯隊"的概念，將管理層級分成"梯隊-電站-機組"三層進行管理。
[0060] 所謂梯隊，即是一個獨立的供電區(qū)域，既可以由一個單獨電站組成，也可以由數(shù)個 不同電站組成。監(jiān)控系統(tǒng)的管理思路，是立足于以梯隊為第一管理結構進行管理，在梯隊結 構中再對組成電站進行控制管理，并將斷路器與發(fā)電機組作為組成單元進行具體化管控。
[0061] 由于區(qū)域管理器的管理都是基于梯隊結構，梯隊的電站組成數(shù)量沒有上限，因此， 電力系統(tǒng)的管理具備了良好的靈活性和可擴展性，這一設計思想不僅可以在擴展后應用于 大型、超大型的電力系統(tǒng)管理，通過裁剪也可以直接用于單電站、少電站的常規(guī)型船舶電力 系統(tǒng)管理。
[0062] 第一梯隊中，由1#、2#、3#區(qū)域管理器通過CAN現(xiàn)場總線與上層網(wǎng)絡通訊；第二梯 隊中，由4#、5#、6#區(qū)域管理器通過CAN現(xiàn)場總線與上層網(wǎng)絡通訊。
[0063] 本艦供電系統(tǒng)由6個獨立電站組成，每個電站必須具備獨立的運行和控制能力。 針對該情況，監(jiān)控系統(tǒng)采取了多控制主機的控制方式，為每臺電站配備一臺區(qū)域管理器，為 每臺發(fā)電機組配備一臺機組控制器。在一個電站內，機組控制器對發(fā)電機組進行控制，區(qū)域 管理器對機組控制器進行管理控制。區(qū)域管理器、機組控制器之間通過網(wǎng)絡連接，進行數(shù)據(jù) 交互?；揪W(wǎng)絡結構簡圖如圖3所示：
[0064] 不同的電站之間可以通過跨接開關、舷側開關的組合相互連接，形成供電區(qū)域。同 一供電區(qū)域內的各區(qū)域管理器在控制管理上必須保證協(xié)調一致，因此，電站控制裝置的設 計中引入了控制器權限分配與轉移機制。當電站之間形成供電區(qū)域時，供電區(qū)域中的區(qū)域 管理器中預設優(yōu)先級最高的成為主控制器，其余區(qū)域管理器成為輔控制器，由主控制器對 輔控制器進行管理。主控制器同時監(jiān)測其他供電區(qū)域的主機狀態(tài)，如果某供電區(qū)域中的區(qū) 域管理器全部發(fā)生故障，系統(tǒng)其余區(qū)域管理器中預設優(yōu)先級最高的區(qū)域管理器在維持自身 所在供電區(qū)域管理的同時接管該供電區(qū)域的主控制權。
[0065] 該設計思想，使得控制主機間既保持了相對的獨立性，又充分發(fā)揮多主機冗余互 備的優(yōu)勢，有效地提高電站控制裝置的運行穩(wěn)定性和可靠性。
[0066] 硬件組成的可靠性指標
[0067] 本發(fā)明采用的AMC-1型區(qū)域管理器和DSC-1/TSC-1型機組控制器從原理上主要分 為五個組成部分：電源、軍用加固PC機、電量變送器組、智能I/O單元、外圍板。在整個裝置 的工作過程中，各組成部分缺一不可。因此可得出其可靠性功能框圖如圖3所示，其為一串 聯(lián)系統(tǒng)。
[0068] 依據(jù)硬件組成，采用標準化硬件，標準化硬件的可靠性指標由各廠家提供，設區(qū)域 管理器、機組控制器的可靠性指標分別為
[0069] 本系統(tǒng)可靠性指標
[0070] 本系統(tǒng)的可靠性功能框圖如圖4所示。
[0071] 本系統(tǒng)的可靠性指標如下公式計算得出：
[0072]
【主權項】
1. 一種用于船舶電站的管理方法，其中，所述船舶電站中具有多個電站，每個電站具有 一個或多個機組，其特征在于，所述管理方法包括： 為每個機組配置一臺機組控制器，為每個電站配置一臺區(qū)域控制器，每個電站的區(qū)域 控制器用于控制該電站的一個或多個機組及相應機組控制器； 為每臺區(qū)域管理器預設一優(yōu)先級，并且各臺區(qū)域管理器中的優(yōu)先級彼此不同； 電站工作時，對于兩個或兩個以上的電站并聯(lián)的結構，使所并聯(lián)的電站及相應機組組 成一個供電梯隊，使該供電梯隊中具有最高優(yōu)先級的區(qū)域管理器成為區(qū)域主控制器，其余 的區(qū)域控制器成為區(qū)域從控制器，對于未與任何其他電站并聯(lián)的電站，則該電站及相應機 組自己組成一個供電梯隊，該電站的區(qū)域管理器作為該梯隊的區(qū)域主控制器； 對于所有工作中的梯隊，使各梯隊中具有最高優(yōu)先級的區(qū)域主控制器作為最高主管理 器，用于控制所有供電梯隊。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于船舶電站的管理方法，其特征在于，所述船舶電站中具 有六個電站，所述控制器管理方法將所述六個電站分成兩個供電梯隊，在第一供電梯隊中 包括第一、二、三電站，并且將1#、2#、3#區(qū)域管理器通過CAN現(xiàn)場總線與上層網(wǎng)絡通訊；第 二梯隊中包括第四、五、六電站，并且將4#、5#、6#區(qū)域管理器通過CAN現(xiàn)場總線與上層網(wǎng)絡 通訊。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于船舶電站的控制器管理方法，其特征在于，所述控制器 管理方法還包括識別接入電網(wǎng)中的電氣設備的拓撲結構。
4. 根據(jù)權利要求3所述的用于船舶電站的控制器管理方法，其特征在于，所述方法還 包括在識別出船舶電站的拓撲之后進行自動增減機的步驟，其包括： 步驟1 :確定任意兩個電站之間所流經(jīng)的電流； 步驟2 :確定任意兩個機組之間所流經(jīng)的電流； 步驟：3 :確定當前負載的總功率； 步驟4 :判斷當前負載的總功率是否超過pe X (ηXO. 9-1)，其中，η為當前系統(tǒng)中所接 入的機組總數(shù)，pe為單個機組的額定功率； 步驟5 :如果當前負載的總功率超過peX (nXO. 9-1)，則啟動功率增機； 步驟6 :基于步驟5的判斷，啟動功率增機，所述功率增機步驟包括： 步驟6-1:判斷當前電站是否為獨立運行，； 步驟6-2 :如果當前電站獨立運行，則進行電站內增機； 步驟6-3:如果當前電站非獨立運行，判斷當前電站是否在所述供電監(jiān)控系統(tǒng)中具有 最尚權限； 步驟6-4:判斷當前電站在與其并聯(lián)的各電站中是否具有最高權限，如果當前電站不 具有最高權限則向具有最高權限的電站發(fā)出增機請求，如果當前電站具有最高權限則確定 需增機電站； 步驟6-5 :根據(jù)需增機電站進行電站內增機決策，并且根據(jù)決策結果發(fā)出相應增機標 志，并且根據(jù)增機結果判斷應增機組是位于當前電站還是位于其他電站； 步驟6-6 :如果應增機組位于當前電站，則當前電站直接向應增機組發(fā)出啟動命令，如 果應增機組位于其他電站，則當前電站通過網(wǎng)絡向需增機的電站的控制器發(fā)出增機命令； 步驟7 :判斷當前負載的總功率是否低于pe X (ηΧ0. 9-1. 3)，如果當前負載的總功率 低于peX (nXO. 9-1. 3)，則啟動功率減機； 步驟8 :基于步驟7的判斷，啟動功率減機，所述功率減機步驟包括： 步驟8-1:判斷當前電站是否為獨立運行，； 步驟8-2 :如果當前電站獨立運行，則進行電站內減機； 步驟8-3:如果當前電站非獨立運行，判斷當前電站是否在所述供電監(jiān)控系統(tǒng)中具有 最尚權限； 步驟8-4:判斷當前電站在與其并聯(lián)的各電站中是否具有最高權限，如果當前電站不 具有最高權限則向具有最高權限的電站的控制器發(fā)出減機請求，如果當前電站具有最高權 限則進行并聯(lián)電站減機決策，并基于減機決策確定需減機電站； 步驟8-5 :根據(jù)需減機電站進行電站內減機決策，并且根據(jù)決策結果發(fā)出相應減機標 志，并且根據(jù)減機結果判斷應減機組是位于當前電站還是位于其他電站； 步驟8-6 :如果應減機組位于當前電站，則當前電站直接向應減機組發(fā)出啟動命令，如 果應減機組位于其他電站，則當前電站通過網(wǎng)絡向需減機的電站的控制器發(fā)出減機命令。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于船舶電站的控制器管理方法，其中，所述船舶電站中具有多個電站，每個電站具有一個或多個機組，其特征在于，所述監(jiān)控方法包括：為每個機組配置一臺機組控制器，為每個電站配置一臺區(qū)域控制器，每個電站的區(qū)域控制器用于控制該電站的一個或多個機組及相應機組控制器；為每臺區(qū)域管理器預設一優(yōu)先級，并且各臺區(qū)域管理器中的優(yōu)先級彼此不同；電站工作時，將各區(qū)域內的機組組成供電梯隊，并根據(jù)區(qū)域管理器的優(yōu)先級來對供電梯隊進行控制。本發(fā)明的管理方法，首次提出了分布式多級控制體系架構設計、多控制器權限管理，具備比常規(guī)電站監(jiān)控系統(tǒng)更高的可靠性指標。
【IPC分類】G05B19-418, H02J13-00
【公開號】CN104571035
【申請?zhí)枴緾N201410837681
【發(fā)明人】曹虎躍, 陶敏佳, 楊政清, 金岫, 王洪波, 詹韜
【申請人】中國船舶重工集團公司第七0四研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日