电力推进型船舶PMS电站管理系统设计作者：谭啟韬来源：《电子世界》2013年第12期 【摘要】随着船舶向大型化现代化发展，电力推进系统的广泛应用及大型高能设备的使用，具有一般意义电站监控的船舶电力系统已不能适应这一发展的需求，而一个拥有PMS能量管理系统的经济型、安全稳定的大型电力系统是这一变化发展的趋势。PMS能够综合考虑并实现发电自动化、系统监测报警、输配电监控保护及用电设备监控管理，它为现代大型船舶提供了稳定、可靠、经济的电力能源。
【关键词】船舶；电力推进；电站管理；系统设计
现代船舶电力系统都包含了由发电、配电及负荷分别组成的独立系统，随着船舶的大型化和自动化程度的不断提高，越来越多的船用设备需要用电能来驱动和控制，船舶电力系统亦日趋复杂庞大。船舶电力系统要切实保证全船的生产和生活用电的需要，必须达到下列基本要求：（1）安全在电能的发送、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故；（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求；（3）优质应满足电能用户对电压和频 率等质量的要求；（4）经济电力系统的投资要省、运行费用低，并尽可能地节约电能；因此，确保船舶电力系统安全、可靠、优质和经济地运行是船舶建造和运营的一项最基本任务。
1.技术指标
1.1 PMS系统指标及功能分析
系统指标如下：柴油机组控制、监测和保护；发电机自动同步及并车；备用机组管理；负荷分配；频率控制、电压控制；功率限制；负载自动分级起动；重载询问；非重要负荷自动解列；发电机组自动解列；全船失电控制。
基本的PMS系统只需要提供船舶电站基本的控制功能：远程机组自启动、备用机组自启动及顺序选择、机组负荷自动控制。而对电力推进型船舶的PMS系统，除了具备船舶电站基本的控制功能之外，还需要具备上述所列的所有功能。
1.2 重要器件选型
（1）电子调速器：PMS系统对调速器的调速性能要求非常高，因为模拟量调节信号容易受到电磁信号干扰的影响，所以PMS系统采用数字量信号进行速度控制，因此选择WOODWARD 2301D数字量调速器。
（2能量管理系统）负荷分配器：WOODWARD easYgen3200可以实现多机组的并网控制，具有发电机保护和监测及逻辑编程功能。当PMS系统选择运行在ISO或Droop模式，可以利用WOODWARD easYgen3200自带的发电机保护及断路器控制功能实现PMS系统的监测和保护。
（3）控制系统：PMS系统选择西门子SIMATIC H冗余处理器实现硬件热备份冗余，处理器采用400H系列CPU412H。因PMS系统对浮点数及整数的运算量较大，通过系统的预估计算，412H处理器的运算速度能达到预设计扫描周期。SIMATIC H系统使用光纤电缆对双处理器进行热备份冗余，并且可以通过系统扩展设计实现I/O冗余，保证系统的可靠性。
（4）变送器：PMS系统对每台发电机的控制参数实时性要求高，所以应选择响应时间尽量少的变送器。DEIF的MTR-2F-215响应时间50ms，能达到PMS系统的信号采样指标。
2.研究方案
2.1 PMS控制原理
电站自动化管理包括发电、配电、电能管理及驱动四个环节，其中电力推进型船舶电站管理对动力的驱动是指对推进马达的电力驱动。电力推进型船舶电站自动化系统包括配电板、发电机控制系统、PMS功率管理系统及推进系统，其中PMS系统通过配电板对船舶电能进行集中分配，通过发电机控制系统对发电机转速进行直接控制，调节电网频率，合理分配船舶电站负荷，并且对船舶大功率负荷进行功率限制，保证电站供电质量，其中电推型船舶大功率设备多为推进马达及侧向推进器，
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