電力管理系統(tǒng)PMS技術(shù)說明

1、電力管理系統(tǒng)（PMS技術(shù)說明電力管理系統(tǒng)（PMS）為工廠的發(fā)電和供電提供控制和監(jiān)測功能。有分析表明，在對供電連續(xù)性高的工廠企業(yè)中，每一次斷電所造成的損失可高達100萬美元。PMsa力于優(yōu)化電能的生產(chǎn)的消費，防止系統(tǒng)擾動造成的工廠停電，確保安全運行。PMS主要包括以下功能模塊：?減載?功率控制?電動機再加速起動?發(fā)電機控制?同期控制?斷路器控制?電動機控制?變壓器控制以上功能都是相對獨立的模塊，用戶可以根據(jù)項目的具體情況，有針對性地選擇相應(yīng)模塊，既滿足功能要求，又保證了經(jīng)濟性。下面詳細介紹各個功能模塊。1. 減載1.1 概述工廠供電網(wǎng)絡(luò)中，在某些情況下會出現(xiàn)負荷超過電源（發(fā)電機或者公用電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線

2、）能夠供應(yīng)的電力。這種情況所引起的后果取決于工廠供電網(wǎng)絡(luò)是與公用電網(wǎng)相連接還是處于孤島運行模式：與電網(wǎng)相連出現(xiàn)功率不平衡時，供電網(wǎng)絡(luò)的頻率需由公用電網(wǎng)來維持，這將增加從公用電網(wǎng)輸入的功率。如果輸入功率過大，超過了聯(lián)絡(luò)線的負載限制，將引起跳閘，進入孤島運行模式。孤島運行模式功率不平衡將引起頻率下降，發(fā)電機必須增加出力以維持頻率。如果發(fā)電機出力升到極限值還是無法消除功率不平衡，機組保護將起動跳閘，最終造成工廠停電。減載系統(tǒng)的作用就是在發(fā)生功率不平衡時，通過切斷非重要負載或者供電網(wǎng)絡(luò)的一部分，來確保工廠中所有必要和關(guān)鍵負載的供電。減載的應(yīng)用，通常做法是在不重要的負載饋線保護中采用低頻減載功能。低頻減

3、載的原理是當系統(tǒng)頻率降低到整定值以下，或者df/dt超過整定值時，根據(jù)事先設(shè)定的優(yōu)先級，分批切除負載。由于工廠運行時負載是實時變化的，而且在不同的故障工況下，被切除電源的發(fā)電量也不同，系統(tǒng)功率缺額是無法預知的。因此低頻減載存在不知道究竟該切多少負載，不知道已經(jīng)切了多少負載的缺點。而且這種方法是當不良后果已經(jīng)出現(xiàn)（頻率下降）再采取補救措施的被動應(yīng)對，反應(yīng)時間慢（通常整定時間為0.5S-2S），造成系統(tǒng)很大的頻率波動，嚴重時可能造成停電。而PMS的減載系統(tǒng)，是通過實時監(jiān)測引起功率不平衡的工況，按照事先確定的優(yōu)先級順序切除部分負荷來補償功率缺額。PMSft有以下不同原理的減載功能：?快速減載?低頻減

4、載?最大峰值功率需量減載（過負荷減載）?手動減載1.2 快速減載快速減載的原理是：系統(tǒng)實時監(jiān)測供電網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，包括斷路器的分合、發(fā)電機的出力、聯(lián)絡(luò)線的輸入功率、負載消耗的功率等。當母聯(lián)或發(fā)電機斷路器分閘時，減載系統(tǒng)會判斷形成幾個電氣孤島。對每一個電氣孤島，計算能量平衡。如果負荷超過可發(fā)出的功率，則將多余的負荷切除。減載系統(tǒng)最多可以設(shè)置20個優(yōu)先級，由操作人員事先定義。在每個優(yōu)先級內(nèi)還可以定義10個組。組是最小的減載單元。一旦減載啟動，系統(tǒng)會針對每一個電氣孤島計算生成優(yōu)先級減載表，同時根據(jù)能量平衡計算得出需要卸載的負荷，與優(yōu)先級減載表進行對比，決定哪些負荷需要切除，最后發(fā)出減載命令。從故障發(fā)生到

5、減載命令發(fā)出，時間最長不超過150毫秒。正是由于PMS時監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)電量和負荷水平，可以在電力不足時迅速準確地計算出功率缺額，保證了在最短的時間內(nèi)切除不重要的負荷。這是一種通過預判主動采取應(yīng)對措施的方法，有效避免了故障引起的頻率波動和停電事故。1.3 低頻減載在PMS中，低頻減載是作為快速減載的備用功能。當快速減載失敗時，該功能會自動調(diào)用。啟動減載的判據(jù)是頻率的絕對值或者df/dt。1.4 最大峰值功率需量減載(過負荷減載)在發(fā)電機組處于最大出力的情況下，如果從公用電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線輸入的功率超過了供電合同約定的最大值，PM8自動根據(jù)優(yōu)先級切除負載。操作人員可以不激活此功能，也可以決定自動減載執(zhí)行到哪

6、個優(yōu)先級。某些優(yōu)先級的負荷可以不參與最大峰值功率需量減載。在時間允許的前提下，在執(zhí)行減載命令之前會發(fā)出報警信號提醒采取相應(yīng)措施。1.5 手動減載操作人員可以設(shè)置全廠范圍的減載優(yōu)先級。為了幫助操作人員評估手動減載時需要切除多少負荷，系統(tǒng)會提供優(yōu)先級減載表，顯示每個優(yōu)先級的實際負荷水平。2. 功率控制功率需量和功率因數(shù)控制PM眩實時監(jiān)測公用電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的輸入/輸出功率，并計算15分鐘功率需量。如果此計算值超過供電合同約定的最大值或者操作人員設(shè)定的值，系統(tǒng)會增加發(fā)電機的出力。在滿足有功功率需量的前提下，PMS!過發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器(AVR)控制輸出的無功功率，維持系統(tǒng)接入點(PCC)的功率因數(shù)滿足供電合

7、同的要求。母線頻率和電壓控制當系統(tǒng)與公用電網(wǎng)斷開形成電氣孤島時，系統(tǒng)無法在公用電網(wǎng)的支持下穩(wěn)定頻率和電壓。此時在每一個電氣孤島中，都只有一臺發(fā)電機組，根據(jù)負荷變化來調(diào)節(jié)輸出有功功率和無功功率，維持系統(tǒng)頻率和電壓。有功功率和無功功率分配控制在孤島運行模式下，負責調(diào)節(jié)系統(tǒng)的頻率和電壓的發(fā)電機的運行點可能慢慢接近輸出曲線的界限，而其他發(fā)電機則在輸出曲線的界限內(nèi)輕載運行。這時PMS將分配各發(fā)電機組之間的有功功率和無功功率，使得它們的運行點盡可能遠離輸出曲線的界限。這種方式提高了系統(tǒng)在擾動下的穩(wěn)定性。3. 電動機再加速起動當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，比如母線失壓或者減載發(fā)生時，電動機負荷會與母線斷開。再加速功能的目

8、的就是確定當網(wǎng)絡(luò)的失壓狀況恢復時哪些電動機可以自動重起動。再加速起動的觸發(fā)條件是減載完成后，操作人員進行復位，或者母線電壓恢復到設(shè)定值以上。PMS系統(tǒng)中有一個最大允許起動時間參數(shù)，如果電動機失壓的時間超過這個參數(shù)值，電動機將不會被起動。PMS根據(jù)以下幾個因素來判斷哪些電動機被自動重起動：孤島可用功率、負載優(yōu)先級、電動機起動時間。由于電動機的起動負荷遠大于持續(xù)運行負荷，PMS將根據(jù)優(yōu)先級順序分批起動被斷開的電動機。4. 發(fā)電機控制發(fā)電機控制功能可用于系統(tǒng)中的每一臺機組，并可應(yīng)用于不同的網(wǎng)絡(luò)配置，無論是孤島模式或者與公用電網(wǎng)連接模式。發(fā)電機控制功能還可以與功率控制功能協(xié)同工作。對于每一臺發(fā)電機，都

9、可以分別為調(diào)速器和AVR選擇一個控制模式。發(fā)電機的運行取決于所選擇的控制模式、電網(wǎng)的波動和蒸汽系統(tǒng)的變化。5. 同期控制PMS具有自動同期、半自動同期和手動同期功能。自動同期模式下，操作人員選擇需要進行同期的斷路器和發(fā)電機。PMS系統(tǒng)自動選擇哪些電壓輸入至同步器。同步器向發(fā)電機調(diào)速器和勵磁控制器發(fā)出“升高/降低”脈沖。達到同期時，同步器就會發(fā)出合閘命令。半自動同期模式下，“升高/降低”命令由同步器發(fā)出，合閘命令由操作人員發(fā)出。手動同期模式下，操作人員通過鍵盤發(fā)出“升高/降低”命令，一旦達到同步就立即發(fā)出合閘命令。所有合閘命令的下達都需要經(jīng)過檢同期繼電器的校核，每一個需要被同期的斷路器必須有一個檢同期繼電器。6. 斷路器控制斷路器控制包含基本的狀態(tài)監(jiān)視、控制和一系列附加的功能。系統(tǒng)支持遠程/中央/就地控制。系統(tǒng)還有2個可先的自動功能：當母線有2路進線和1個母聯(lián)斷路器時，支持備自投功能；當2路進線并列運行時間超過事先設(shè)定的時間，自動將一路進線的斷路器分閘。7. 電動機控制電動機控制包含基本的狀態(tài)監(jiān)視、控制和一系列附加的功能。系統(tǒng)支持遠程/中央/就地控制。?自動起動模式?正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制?減載?再加速?運行小時數(shù)計算8. 變壓器控制變壓器控制包含基本的狀態(tài)監(jiān)視、控制和一系列附加的功能。系統(tǒng)支持遠程/中央/就地控制。有載調(diào)壓開關(guān)控制的目的是維持變壓器低壓側(cè)