电力综合管理系统PMS核心技术说明.doc

电力管理系统(PMS)技术说明
电力管理系统(PMS)为工厂发电和供电提供控制和监测功效。有分析表明，在对供电连续性高工厂企业中，每一次断电所造成损失可高达100万美元。PMS致力于优化电能生产消费，预防系统扰动造成工厂停电，确保安全运行。
PMS关键包含以下功效模块：
Ø 减载
Ø 功率控制
Ø 电动机再加速起动
Ø 发电机控制
Ø 同期控制
Ø 断路器控制
Ø 电动机控制
Ø 变压器控制
以上功效全部是相对独立模块，用户能够依据项目标具体情况，有针对性地选择对应模块，既满足功效要求，又确保了经济性。
下面具体介绍各个功效模块。

1. 减载
1.1 概述
工厂供电网络中，在一些情况下会出现负荷超出电源（发电机或公用电网联络线）能够供给电力。这种情况所引发后果取决于工厂供电网络是和公用电网相连接还是处于孤岛运行模式：
和电网相连
出现功率不平衡时，供电网络频率需由公用电网来维持，这将增加从公用电网输入功率。假如输入功率过大，超出了联络线负载限制，将引发跳闸，进入孤岛运行模式。
孤岛运行模式
功率不平衡将引发频率下降，发电机必需增加出力以维持频率。假如发电机出力升到极限值还是无法消除功率不平衡，机组保护将起动跳闸，最终造成工厂停电。
减载系统作用就是在发生功率不平衡时，经过切断非关键负载或供电网络一部分，来确保工厂中全部必需和关键负载供电。
减载应用，通常做法是在不关键负载馈线保护中采取低频减载功效。低频减载原理是当系统频率降低到整定值以下，或df/dt超出整定值时，依据事先设定优先级，分批切除负载。因为工厂运行时负载是实时改变，而且在不一样故障工况下，被切除电源发电量也不一样，系统功率缺额是无法预知。所以低频减载存在不知道到底该切多少负载，不知道已经切了多少负载缺点。而且这种方法是当不良后果已经出现（频率下降）再采取补救方法被动应对，反应时间慢（通常整定时间为0.5S-2S），造成系统很大频率波动，严重时可能造成停电。
而PMS减载系统，是经过实时监测引发功率不平衡工况，根据事先确定优先级次序切除部分负荷来赔偿功率缺额。

PMS拥有以下不一样原理减载功效：
Ø 快速减载
Ø 低频减载
Ø 最大峰值功率需量减载（过负荷减载）
Ø 手动减载
1.2 快速减载
快速减载原理是：系统实时监测供电网络状态，包含断路器分合、发电机出力、联络线输入功率、负载消耗功率等。当母联或发电机断路器分闸时，减载系统会判定形成多个电气孤岛。对每一个电气孤岛，计算能量平衡。假如负荷超出可发出功率，则将多出负荷切除。
减载系统最多能够设置20个优先级，由操作人员事先定义。在每个优先级内还能够定义10个组。组是最小减载单元。一旦减载开启，系统会针对每一个电气孤岛计算生成优先级减载表，同时依据能量平衡计算得出需要卸载负荷，和优先级减载表进行对比，决定哪些负荷需要切除，最终发出减载命令。从故障发生到减载命令发出，时间最长不超出150毫秒。
正是因为PMS实时监测系统发电量和负荷水平，能够在电力不足时快速正确地计算出功率缺额，确保了在最短时间内切除不关键负荷。这是一个经过预判主动采取应对方法方法，有效避免了故障引发频率波动和停电事故。
1.3 低频减载
在PMS中，低频减载是作为快速减载备用功效。当快速减载失败时，该功效会自动调用。开启减载判据是频率绝对值或df/dt。
1.4 最大峰值功率需量减载（过负荷减载）
在发电机组处于最大出力情况下，假如从公用电网联络线输入功率超出了供电协议约定最大值，PMS会自动依据优先级切除负载。操作人员能够不激活此功效，也能够决定自动减载实施到哪个优先级。一些优先级负荷能够不参与最大峰值功率需量减载。在时间许可前提下，在实施减载命令之前会发出报警信号提醒采取对应方法。
1.5 手动减载
操作人员能够设置全厂范围减载优先级。为了帮助操作人员评定手动减载时需要切除多少负荷，系统会提供优先级减载表，显示每个优先级实际负荷水平。

2. 功率控制
功率需量和功率因数控制
PMS会实时监测公用电网联络线输入/输出功率，并计算15分钟功率需量。假如此计算值超出供电协议约定最大值或操作人员设定值，系统会增加发电机出力。在满足有功功率需量前提下，PMS经过发电机电压调整器(AVR)控制输出无功功率，维持系统接入点(PCC)功率因数满足供电协议要求。
母线频率和电压控制
当系统和公用电网断开形成电气孤岛时，系统无法在公用电网支持下稳定频率和电压。此时在每一个电气孤岛中，全部只有一台发电机组，依据负荷改变来调整输出有功功率和无功功率，维持系统频率和电压。
有功功率和无功功率分配控制
在孤岛运行模式下，负责调整系统频率和电压发电机运行点可能慢慢靠近输出曲线界限，而其它发电机则在输出曲线界限内轻载运行。这时PMS将分配各发电机组之间有功功率和无功功率，使得它们运行点尽可能远离输出曲线界限。这种方法提升了系统在扰动下稳定性。

3. 电动机再加速起动
当系统出现故障，比如母线失压或减载发生时，电动机负荷会和母线断开。再加速功效目标就是确定当网络失压情况恢复时哪些电动机能够自动重起动。
再加速起动触发条件是减载完成后，操作人员进行复位，或母线电压恢复到设定值以上。PMS系统中有一个最大许可起动时间参数，假如电动机失压时间超出这个参数值，电动机将不会被起动。
PMS依据以下多个原因来判定哪些电动机被自动重起动：孤岛可用功率、负载优先级、电动机起动时间。因为电动机起动负荷远大于连续运行负荷，PMS将依据优先级次序分批起动被断开电动机。

4. 发电机控制
发电机控制功效可用于系统中每一台机组，并可应用于不一样网络配置，不管是孤岛模式或和公用电网连接模式。发电机控制功效还能够和功率控制功效协同工作。
对于每一台发电机，全部能够分别为调速器和AVR选择一个控制模式。发电机运行取决于所选择控制模式、电网波动和蒸汽系统改变。

5. 同期控制
PMS含有自动同期、半自动同期和手动同期功效。
自动同期模式下，操作人员选择需要进行同期断路器和发电机。PMS系统自动选择哪些电压输入至同时器。同时器向发电机调速器和励磁控制器发出“升高/降低”脉冲。达成同期时，同时器就会发出合闸命令。
半自动同期模式下，“升高/降低”命令由同时器发出，合闸命令由操作人员发出。
手动同期模式下，操作人员经过键盘发出“升高/降低”命令，一旦达成同时就立即发出合闸命令。
全部合闸命令下达全部需要经过检同期继电器校核，每一个需要被同期断路器必需有一个检同期继电器。

6. 断路器控制
断路器控制包含基础状态监视、控制和一系列附加功效。系统支持远程/中央/就地控制。
系统还有2个可先自动功效：当母线有2路进线和1个母联断路器时，支持备自投功效；当2路进线并列运行时间超出事先设定时间，自动将一路进线断路器分闸。

7. 电动机控制
电动机控制包含基础状态监视、控制和一系列附加功效。系统支持远程/中央/就地控制。
Ø 自动起动模式
Ø 正转/反转控制
Ø 减载
Ø 再加速
Ø 运行小时数计算

8. 变压器控制
变压器控制包含基础状态监视、控制和一系列附加功效。系统支持远程/中央/就地控制。
有载调压开关控制目标是维持变压器低压侧电压稳定。变压器控制包含2个功效模块，一个用于有载调压开关单独控制，另一个用于变压器并列运行。
系统比较变压器低压侧电压和电压设定值，假如差异过大，系统就会向有载调压开关发出“升高/降低”命令。
当变压器并列运行时，系统采取主/从标准。即一台变压器有载调压开关主动调整，其它变压器则依据该变压器改变来调整。