鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型關(guān)于鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，該鉆機(jī)平臺(tái)包括多臺(tái)并聯(lián)供電的發(fā)電機(jī)組，本系統(tǒng)包括：上位機(jī)和下位機(jī)；且下位機(jī)包括：PLC以及多個(gè)控制單元，PLC與上位機(jī)和各控制單元分別連接，且一個(gè)控制單元與一臺(tái)發(fā)電機(jī)組連接；控制單元包括：電源管理器，與PLC、上位機(jī)和發(fā)電機(jī)組的主斷路器分別連接，且不同控制單元中的電源管理器之間相互連接；一組感測器，與電源管理器連接；電子調(diào)速器，與電源管理器和發(fā)電機(jī)組的執(zhí)行器分別連接；電壓調(diào)節(jié)器，與電源管理器和發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)分別連接。本實(shí)用新型提供的上述技術(shù)方案提高了電機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化程度，滿足了“無人機(jī)艙”的要求，最終實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化控制。
【專利說明】鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化控制技術(shù)，特別是涉及基于多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)供電的海洋石油鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著控制理論、數(shù)據(jù)處理、人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在海洋石油鉆井平臺(tái)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，從而海洋石油鉆井平臺(tái)的運(yùn)行管理也逐步向人員少自動(dòng)化程度高的方向發(fā)展。然而，我國的海洋鉆井平臺(tái)的電站自動(dòng)化系統(tǒng)基本上還處于研究階段，尚不具備全面投入使用的能力，急需一種鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)。
[0003]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中發(fā)現(xiàn)，在具有多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)供電的海洋石油鉆井平臺(tái)的電站中，如果要滿足“無人機(jī)艙”的要求，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化控制，則必須將各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，組成一個(gè)總體控制系統(tǒng)，通過收集來自各臺(tái)柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、斷路器、匯流排以及各主要負(fù)載的必要信息和參數(shù)，并對此加以分析和判斷，可以在滿足合適條件的情況下自動(dòng)采取符合邏輯的措施，以處理電站運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的各種情況，從而確保電站安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
[0004]有鑒于現(xiàn)有的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，能夠避免現(xiàn)有的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)存在的問題，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)存在的問題，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題包括，提高電機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化程度，以滿足“無人機(jī)艙”的要求，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化控制。
[0006]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題可采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0007]依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，所述鉆機(jī)平臺(tái)包括多臺(tái)并聯(lián)供電的發(fā)電機(jī)組，所述系統(tǒng)包括:上位機(jī)和下位機(jī)；所述下位機(jī)包括:可編程邏輯控制器PLC以及多個(gè)控制單元，PLC與上位機(jī)和各控制單元分別連接，且一個(gè)控制單元與一臺(tái)發(fā)電機(jī)組連接；所述控制單元包括:電源管理器，與所述PLC、上位機(jī)和發(fā)電機(jī)組的主斷路器分別連接，且不同控制單元中的電源管理器之間相互連接；一組感測器，與所述電源管理器連接，向電源管理器傳輸感測信號(hào)；電子調(diào)速器，與所述電源管理器和發(fā)電機(jī)組的執(zhí)行器分別連接，接收電源管理器傳輸來的速度調(diào)節(jié)信號(hào)，并向執(zhí)行器輸出速度調(diào)節(jié)命令；電壓調(diào)節(jié)器，與所述電源管理器和發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)分別連接，接收電源管理器傳輸來的電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，并向勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)命令。[0008]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述PLC包括:型號(hào)為S7-300 的 PLC。
[0009]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述電源管理器包括:型號(hào)為EGCP-3的電源管理器。
[0010]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中不同控制單元中的電源管理器之間通過RS-422串口連接。
[0011]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述電源管理器與上位機(jī)之間通過MODBUS通訊網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述一組感測器包括:速度傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的速度感測信號(hào)；溫度傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的水溫的溫度感測信號(hào)；壓力傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)油的壓力感測信號(hào)；電流互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)和網(wǎng)側(cè)的電流感測信號(hào)；發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)的電壓感測信號(hào)；網(wǎng)側(cè)電壓互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸網(wǎng)側(cè)的電壓感測信號(hào)。
[0013]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述電子調(diào)速器包括:型號(hào)為2301A的電子調(diào)速器。
[0014]較佳的，前述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器包括:型號(hào)為DECS-200的電壓調(diào)節(jié)器。
[0015]借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)以及有益效果:本實(shí)用新型本實(shí)用新型可以對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)順序控制、自動(dòng)啟動(dòng)控制以及自動(dòng)停止控制等；這樣，可以實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組水溫高停車、機(jī)油壓力低停車以及超速停車等保護(hù)功能；本實(shí)用新型還可以對各發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)同步并網(wǎng)控制、以及發(fā)電機(jī)組間有功和無功負(fù)荷均衡控制等，這樣，可以實(shí)現(xiàn)各發(fā)電機(jī)組的過壓、欠壓、過頻、欠頻，逆功率等保護(hù)功能；從而本實(shí)用新型的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)提高了電機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化程度，滿足了“無人機(jī)艙”的要求，最終實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)平臺(tái)的電站的自動(dòng)化控制。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極技術(shù)效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
[0017]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合說明書附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0020]本實(shí)用新型的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)如圖1所示。
[0021]在圖1中，具有多臺(tái)并聯(lián)供電的發(fā)電機(jī)組的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)主要包括:上位機(jī)I和下位機(jī)；其中的下位機(jī)主要包括:PLC (可編程邏輯控制器)2以及多個(gè)控制單元3 (圖1中僅示意性的示出了 2個(gè)控制單元3)，且PLC2與上位機(jī)I以及各控制單元分別連接，一個(gè)控制單元與一臺(tái)發(fā)電機(jī)組連接，即控制單元3的數(shù)量可以與鉆機(jī)平臺(tái)的發(fā)電機(jī)組的數(shù)量相同。上述控制單元3主要包括:電源管理器31、一組感測器、電子調(diào)速器32以及電壓調(diào)節(jié)器33。這里的電源管理器31與上位機(jī)1、PCL2、感測器、電子調(diào)速器32、電壓調(diào)節(jié)器33以及發(fā)電機(jī)組的主斷路器分別連接。
[0022]下面對上述各部件逐一進(jìn)行說明。
[0023]上位機(jī)I主要用于為用戶提供友好的交互界面，如上位機(jī)I可以根據(jù)PLC2、控制單元3中的電源管理器31以及用戶傳輸來的信息為用戶提供實(shí)時(shí)曲線顯示、數(shù)據(jù)存檔、報(bào)表打印、狀態(tài)顯示及參數(shù)設(shè)定等功能。上位機(jī)I與電源管理器31之間可以采用MODBUS通訊網(wǎng)絡(luò)連接，以通過MODBUS通訊協(xié)議進(jìn)行信息交互，從而上位機(jī)I可以根據(jù)電源管理器31傳輸來的數(shù)據(jù)顯示每個(gè)發(fā)電機(jī)組(如柴油發(fā)電機(jī)組)的狀態(tài)以及運(yùn)行參數(shù)等。上位機(jī)I可以采用現(xiàn)有的監(jiān)控軟件，如北京三維力控組態(tài)監(jiān)控軟件等。
[0024]上位機(jī)I可以安裝于鉆井平臺(tái)的主配電間中，并與鉆井平臺(tái)的局域網(wǎng)連接，從而用戶可以遠(yuǎn)程訪問該上位機(jī)1，如用戶在主控室通過WEB發(fā)布功能在IE瀏覽器中輸入上位機(jī)IP地址，即可打開鉆井平臺(tái)的電站系統(tǒng)的監(jiān)控畫面，從而為用戶遠(yuǎn)程提供實(shí)時(shí)的曲線顯示、數(shù)據(jù)存檔、報(bào)表打印、狀態(tài)顯示以及參數(shù)設(shè)定等功能。另外，通過上位機(jī)I顯示的畫面還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控柴油發(fā)電機(jī)組的潤滑油壓力、冷卻水溫度、蓄電池工作電壓、柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速、燃油壓力、燃油液面位置、發(fā)電機(jī)組的三相繞組溫度指示以及前后軸承溫度等。
[0025]PLC2主要用于通過邏輯判斷(如根據(jù)負(fù)載需要以及實(shí)際工況需要等自動(dòng)進(jìn)行的判斷)來實(shí)現(xiàn)各發(fā)電機(jī)組中的主要設(shè)備的啟停(即分閘、和閘)以及功率限制等控制任務(wù)，如發(fā)出符合邏輯的指令等。PLC2還可以對鉆機(jī)平臺(tái)中的發(fā)電機(jī)組(如柴油發(fā)電機(jī)組)的負(fù)載進(jìn)行控制。
[0026]海洋石油鉆井平臺(tái)的主要負(fù)載設(shè)備是鉆井設(shè)備，如泥漿泵、絞車以及轉(zhuǎn)盤都設(shè)置有功率限制功能，當(dāng)本實(shí)用新型的系統(tǒng)檢測到某設(shè)備的功率限制達(dá)到予報(bào)警點(diǎn)時(shí)，上位機(jī)I中的司鉆臺(tái)報(bào)警指示燈黃燈閃爍，當(dāng)系統(tǒng)檢測到某設(shè)備的功率限制達(dá)到限制點(diǎn)時(shí)，本系統(tǒng)的功率限制功能開始發(fā)揮作用，此時(shí)泥漿泵、絞車以及轉(zhuǎn)盤等的給定手輪繼續(xù)加大，負(fù)載將不會(huì)繼續(xù)增加，只有減少手輪給定，負(fù)載減低到報(bào)警點(diǎn)以下，功率限制功能自動(dòng)復(fù)位。通過該功率限制，可以有效避免設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，從而確保了鉆機(jī)平臺(tái)可靠經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
[0027]PLC2還可以對各控制單元3進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，例如，PLC2對上位機(jī)I傳輸來的信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)其分析處理結(jié)果向相應(yīng)的控制單元3中的電源管理器31傳輸相應(yīng)的控制信息；再如，PLC2對控制單元3傳輸來的信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)其分析處理結(jié)果向相應(yīng)的控制單元3中的電源管理器31傳輸相應(yīng)的控制信息。
[0028]PLC2與上位機(jī)I以及電源管理器31之間可以采用MODBUS通訊協(xié)議進(jìn)行信息交互。PLC2主要包括:電源、CPU、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊等。PLC2可以采用西門子的S7-300系列的PLC。[0029]電源管理器31是本實(shí)用新型的核心元件，具有發(fā)電機(jī)組控制、同步控制、負(fù)荷分配等功能。電源管理器31可以對電子調(diào)速器32以及電壓調(diào)節(jié)器33進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，例如電源管理器31根據(jù)感測器傳輸來的感測信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)和/或電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，并向電子調(diào)速器32和電壓調(diào)節(jié)器33輸出；再如電源管理器31根據(jù)上位機(jī)I或者PLC2傳輸來的信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)和/或電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，并向電子調(diào)速器32和電壓調(diào)節(jié)器33輸出，以實(shí)現(xiàn)用戶對發(fā)電機(jī)組(如柴油發(fā)電機(jī)組)的控制任務(wù)。
[0030]電源管理器31可以采用WOODWARD公司生產(chǎn)的型號(hào)為EGCP-3的電源管理器，EGCP-3是一種完全基于微處理器控制的發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)控制管理綜合裝置。采用EGCP-3的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)最多可以實(shí)現(xiàn)八臺(tái)發(fā)電機(jī)組的并機(jī)聯(lián)網(wǎng)，并承擔(dān)基載削峰或備用發(fā)電的控制任務(wù)。
[0031]電源管理器31可以將發(fā)電機(jī)組的主斷路器狀態(tài)、發(fā)電機(jī)組的主要設(shè)備的斷路器狀態(tài)、發(fā)電機(jī)組有功、發(fā)電機(jī)組無功、發(fā)電機(jī)組電流、發(fā)電機(jī)組電壓等信號(hào)均傳輸給PLC2。
[0032]電子調(diào)速器32 —方面與電源管理器31連接，另一方面與其所在的控制單元3對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組中的執(zhí)行器連接。電子調(diào)速器32主要用于接收電源管理器31傳輸來的速度調(diào)節(jié)信號(hào)，并向發(fā)電機(jī)組中的執(zhí)行器輸出速度調(diào)節(jié)命令。該電子調(diào)速器32可以采用型號(hào)為230IA的電子調(diào)速器。
[0033]電壓調(diào)節(jié)器33 —方面與電源管理器31連接，另一方面與其所在的控制單元3對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組中的勵(lì)磁系統(tǒng)連接。電子調(diào)速器32主要用于接收電源管理器31傳輸來的電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，并向發(fā)電機(jī)組中的勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)命令。該電壓調(diào)節(jié)器33可以采用BASEL公司生產(chǎn)的型號(hào)為DECS-200的電壓調(diào)節(jié)器。
[0034]一組感測器主要包括:速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電流互感器、發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器以及網(wǎng)側(cè)(即母線側(cè))電壓互感器等多種類型的感測器。
[0035]速度傳感器34主要用于檢測柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，并向電源管理器31傳輸其檢測到的速度感測信號(hào)。
[0036]溫度傳感器35主要用于檢測柴油發(fā)電機(jī)組的水溫，并向電源管理器31傳輸其檢測到的溫度感測信號(hào)。另外，溫度傳感器35可以為多個(gè)，且還可以檢測發(fā)電機(jī)組的三相繞組溫度、前后軸承溫度等。
[0037]壓力傳感器36主要用于檢測柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)油壓力，并向電源管理器31傳輸其檢測到的壓力感測信號(hào)。
[0038]電流互感器37 (可包括發(fā)電機(jī)側(cè)電流互感器以及網(wǎng)側(cè)(即母線偵D電流互感器)主要用于檢測發(fā)電機(jī)組側(cè)和網(wǎng)側(cè)的電流(母線側(cè)的電流)，并向電源管理器31傳輸其檢測到的電流感測信號(hào)。
[0039]發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器38主要用于檢測柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)的電壓，并向電源管理器31傳輸其檢測到的電壓感測信號(hào)。
[0040]網(wǎng)側(cè)電壓互感器39 (即母線側(cè)電壓互感器)主要用于檢測網(wǎng)側(cè)的電壓，并向電源管理器傳輸其檢測到的電壓感測信號(hào)。
[0041]本實(shí)用新型通過在各柴油發(fā)電機(jī)組中分別設(shè)置速度傳感器34、溫度傳感器35以及壓力傳感器36，電源管理器31可以對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)順序控制、自動(dòng)啟動(dòng)控制以及自動(dòng)停止控制等；從而可以實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組水溫高停車、機(jī)油壓力低停車以及超速停車等保護(hù)功能。
[0042]本實(shí)用新型通過在各柴油發(fā)電機(jī)組中分別設(shè)置發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器38、網(wǎng)側(cè)電壓互感器39、發(fā)電機(jī)側(cè)電流互感器以及網(wǎng)側(cè)電流互感器，電源管理器31可以對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)同步并網(wǎng)控制、以及發(fā)電機(jī)組間有功和無功負(fù)荷均衡控制等；從而可以實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組的過壓、欠壓、過頻、欠頻，逆功率等保護(hù)功能。
[0043]下面對電源管理器31所能夠?qū)崿F(xiàn)的柴油發(fā)電機(jī)組的控制功能說明如下:
[0044]A、柴油發(fā)電機(jī)組的同步控制功能。
[0045]電源管理器31檢測其對應(yīng)的發(fā)電機(jī)組的三相線電壓信號(hào)與另一臺(tái)待并的發(fā)電機(jī)組的三相線電壓信號(hào)，內(nèi)部自動(dòng)的按照程序設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對比分析，同時(shí)輸出一直流信號(hào)作用于發(fā)動(dòng)機(jī)組的電子調(diào)速器，調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速使之與電壓信號(hào)的相位和頻率達(dá)到一致，滿足同步要求。
[0046]電源管理器31再發(fā)出已同步信號(hào)，該同步信號(hào)作用于發(fā)電機(jī)組的斷路器，允許該斷路器合閘。在合閘成功后，并機(jī)工作完成，隨后控制發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷分配。
[0047]電源管理器31自動(dòng)對發(fā)電機(jī)組的三相輸出功率(電壓和電流)檢測，并輸出直流調(diào)速控制信號(hào)，該信號(hào)作用于發(fā)動(dòng)機(jī)組的電子調(diào)速器，從而對發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以通過控制油量來控制發(fā)電機(jī)組的功率平衡，并采用內(nèi)部同步跟蹤器檢測已合閘的發(fā)電機(jī)組與待并發(fā)的發(fā)電機(jī)組的頻率和相位角以及電壓，并不斷與內(nèi)部設(shè)定的程序以及并機(jī)參數(shù)進(jìn)行對比，通過電源管理器31的內(nèi)部中央處理器計(jì)算，輸出直接調(diào)壓、調(diào)速信號(hào)，該信號(hào)分別作用于發(fā)電機(jī)組的AVR (自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng))、發(fā)動(dòng)機(jī)的EFC (電子調(diào)速控制系統(tǒng))，以調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之達(dá)到同步要求，并控制發(fā)電機(jī)組的出口開關(guān)合閘并聯(lián)。
[0048]上述同步要求可以為:1、發(fā)電機(jī)組電壓的有效值與波形必須相同；2、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的電壓的相位相同；3、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的頻率相同；4、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的相序一致。
[0049]B、自動(dòng)負(fù)荷分配功能。
[0050]當(dāng)2臺(tái)及2臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組并機(jī)完成后，這多個(gè)發(fā)電機(jī)組開始帶負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)，電源管理器31內(nèi)部的功率分配控制單元將作用于調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)事先程序設(shè)定的比例進(jìn)行負(fù)荷分配。
[0051]并機(jī)柜控制系統(tǒng)采用EGCP-3電源管理器其內(nèi)置的功率分配控制單元做全自動(dòng)負(fù)荷控制。它通過對發(fā)電機(jī)三相輸出功率(電壓和電流)檢測以及控制器之間的通訊，再進(jìn)行內(nèi)部功率計(jì)算，輸出直流調(diào)速控制信號(hào)，該信號(hào)作用于發(fā)動(dòng)機(jī)組的調(diào)速控制系統(tǒng)，從而對發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以通過控制油量來控制發(fā)電機(jī)組有功功率的輸出，實(shí)現(xiàn)各機(jī)組之間的功率平衡。同時(shí)，也輸出直流調(diào)壓控制信號(hào)，該信號(hào)作用于發(fā)電機(jī)的調(diào)壓控制系統(tǒng)，從而對發(fā)電機(jī)組的電壓進(jìn)行控制，以通過控制電壓來控制發(fā)電機(jī)組無功功率的輸出，保證了各發(fā)電機(jī)組之間的功率平衡。
[0052]各并機(jī)的發(fā)電機(jī)組對應(yīng)的電源管理器通過其平行線并聯(lián)通訊，相互傳達(dá)各自發(fā)電機(jī)組所帶負(fù)荷的大小情況，自動(dòng)對發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，按照事先設(shè)定的比例進(jìn)行負(fù)荷的自動(dòng)分配。
[0053]C、調(diào)峰功能。
[0054]在2臺(tái)及2臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的情況下，在負(fù)荷變化時(shí)，可根據(jù)總負(fù)荷的大小，來增加或者減少正在運(yùn)行的發(fā)電機(jī)機(jī)組的臺(tái)數(shù)，從而發(fā)電機(jī)組可以根據(jù)負(fù)荷大小自行啟動(dòng)或者停機(jī)，使發(fā)電機(jī)組工作在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)。
[0055]當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)后，電源管理器內(nèi)部的并機(jī)控制系統(tǒng)掃描各負(fù)載大小變化情況，如果負(fù)載超過發(fā)電機(jī)組功率值的80% (該百分比可調(diào))時(shí)，電源管理器內(nèi)部的并機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)下一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的信號(hào)，以啟動(dòng)下一臺(tái)發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)成功后，電源管理器內(nèi)部的并機(jī)系統(tǒng)檢測每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的電壓大小、頻率大小以及相位差；當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組的上述值發(fā)生偏差，大于并機(jī)設(shè)定值時(shí)，電源管理器內(nèi)部的并機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)；當(dāng)上述值的偏差調(diào)整到合適范圍后，發(fā)出合閘并機(jī)信號(hào)，發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。這時(shí)，電源管理器內(nèi)置的負(fù)載分配器會(huì)投入工作，自動(dòng)檢測各機(jī)組的帶載情況，并根據(jù)負(fù)載情況對發(fā)電機(jī)組自動(dòng)分配負(fù)載，平衡機(jī)組的帶載。
[0056]當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行時(shí)，電源管理器內(nèi)部的并機(jī)控制系統(tǒng)掃描負(fù)載大小變化情況，如果負(fù)載低于第一臺(tái)機(jī)組滿功率值的30% (該百分比可調(diào))時(shí)，電源管理器內(nèi)置的負(fù)載分配器會(huì)自動(dòng)將所有負(fù)載轉(zhuǎn)回第一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，當(dāng)該過程完成后，自動(dòng)發(fā)出解列信號(hào)，兩臺(tái)機(jī)組解除并機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，解列后，不帶負(fù)載的發(fā)電機(jī)組通過定時(shí)冷卻后，停機(jī)并進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
[0057]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型的技術(shù)，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，所述鉆機(jī)平臺(tái)包括多臺(tái)并聯(lián)供電的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:上位機(jī)和下位機(jī)； 所述下位機(jī)包括:可編程邏輯控制器PLC以及多個(gè)控制單元，所述PLC與上位機(jī)和各控制單元分別連接，且一個(gè)控制單元與一臺(tái)發(fā)電機(jī)組連接； 所述控制單元包括: 電源管理器，與所述PLC、上位機(jī)和發(fā)電機(jī)組的主斷路器分別連接，且不同控制單元中的電源管理器之間相互連接； 一組感測器，與所述電源管理器連接，向電源管理器傳輸感測信號(hào)； 電子調(diào)速器，與所述電源管理器和發(fā)電機(jī)組的執(zhí)行器分別連接，接收電源管理器傳輸來的速度調(diào)節(jié)信號(hào)，并向執(zhí)行器輸出速度調(diào)節(jié)命令； 電壓調(diào)節(jié)器，與所述電源管理器和發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)分別連接，接收電源管理器傳輸來的電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，并向勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)命令。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC包括:型號(hào)為S7-300的PLC。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理器包括:型號(hào)為EGCP-3的電源管理器。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，不同控制單元中的電源管理器之間通過RS-422串口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理器與上位機(jī)之間通過MODBUS通訊網(wǎng)絡(luò)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述一組感測器包括: 速度傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的速度感測信號(hào)； 溫度傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的水溫的溫度感測信號(hào); 壓力傳感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組的機(jī)油的壓力感測信號(hào); 電流互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)和網(wǎng)側(cè)的電流感測信號(hào)； 發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)的電壓感測信號(hào)； 網(wǎng)側(cè)電壓互感器，與電源管理器連接，向電源管理器傳輸網(wǎng)側(cè)的電壓感測信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述電子調(diào)速器包括:型號(hào)為2301A的電子調(diào)速器。
8.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)平臺(tái)的無人職守全數(shù)字電站系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)器包括:型號(hào)為DECS-200的電壓調(diào)節(jié)器。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203504195SQ201320182647
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】緱建平, 楊逢春, 王錦 申請人:北京四利通控制技術(shù)股份有限公司