电力管理系统PMS技术说明
电力管理系统(PMS)技术说明
电力管理系统(PMS)为工厂得发电与供电提供控制与监测功能。有分析表明,在对供电连续性高得工厂企业中,每一次断电所造成得损失可高达100万美元。PMS致力于优化电能得生产得消费,防止系统扰动造成得工厂停电,确保安全运行。
PMS主要包括以下功能模块:
?减载
?功率控制
?电动机再加速起动
?发电机控制
?同期控制
?断路器控制
?电动机控制
?变压器控制
以上功能都就是相对独立得模块,用户可以根据项目得具体情况,有针对性地选择相应模块,既满足功能要求,又保证了经济性。
下面详细介绍各个功能模块。
1、减载
1、1 概述
工厂供电网络中,在某些情况下会出现负荷超过电源(发电机或者公用电网联络线)能够供应得电力。这种情况所引起得后果取决于工厂供电网络就是与公用电网相连接还就是处于孤岛运行模式:
与电网相连
出现功率不平衡时,供电网络得频率需由公用电网来维持,这将增加从公用电网输入得功率。如果输入功率过大,超过了联络线得负载限制,将引起跳闸,进入孤岛运行模式。
孤岛运行模式
功率不平衡将引起频率下降,发电机必须增加出力以维持频率。如果发电机出力升到极限值还就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。
减载系统得作用就就是在发生功率不平衡时,通过切断非重要负载或者供电网络得一部分,来确保工厂中所有必要与关键负载得供电。
减载得应用,通常做法就是在不重要得负载馈线保护中采用低频减载功能。低频减载得原理就是当系统频率降低到整定值以下,或者df/dt超过整定值时,根据事先设定得优先级,分批切除负载。由于工厂运行时负载就是实时变化得,而且在不同得故障工况下,被切除电源得发电量也不同,系统功率缺额就是无法预知得。因此低频减载存在不知道究竟该切多少负载,不知道已经切了多少负载得缺点。而且这种方法就是当不良后果已经出现(频率下降)再采取补救措施得被动应对,反应时间慢(通常整定时间为0、5S-2S),造成系统很大得频率波动,严重时可能造成停电。
而PMS得减载系统,就是通过实时监测引起功率不平衡得工况,按照事先确定得优先级顺序切除部分负荷来补偿功率缺额。
PMS拥有以下不同原理得减载功能:
?快速减载
?低频减载
?最大峰值功率需量减载(过负荷减载)
?手动减载
1、2 快速减载
快速减载得原理就是:系统实时监测供电网络得状态,包括断路器得分合、发电机得出力、联络线得输入功率、负载消耗得功率等。当母联或发电机断路器分闸时,减载系统会判断形成几个电气孤岛。对每一个电气孤岛,计算能量平衡。如果负荷超过可发出得功率,则将多余得负荷切除。
减载系统最多可以设置20个优先级,由操作人员事先定义。在每个优先级内还可以定义10个组。组就是最小得减载单元。一旦减载启动,系统会针对每一个电气孤岛计算生成优先级减载表,同时根据能量平衡计算得出需要卸载得负荷,与优先级减载表进行对比,决定哪些负荷需要切除,最后发出减载命令。从故障发生到减载命令发出,时间最长不超过150毫秒。
正就是由于PMS实时监测系统得发电量与负荷水平,可以在电力不足时迅速准确地计算出功率缺额,保证了在最短得时间内切除不重要得负荷。这就是一种通过预判主动采取应对措施得方法,有效避免了故障引起得频率波动与停电事故。
1、3 低频减载
在PMS中,低频减载就是作为快速减载得备用功能。当快速减载失败时,该功能会自动调用。启动减载得判据就是频率得绝对值或者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得情况下,如果从公用电网联络线输入得功率超过了供电合同约定得最大值,PMS会自动根据优先级切除负载。操作人员可以不激活此功能,也可以决定自动减载执行到哪个优先级。某些优先级得负荷可以不参与最大峰值功率需量减载。在时间允许得前提下,在执行减载命令之前会发出报警信号提醒采取相应措施。
1、5 手动减载
操作人员可以设置全厂范围得减载优先级。为了帮助操作人员评估手动减载时需要切除多少负荷,系统会提供优先级减载表,显示每个优先级得实际负荷水平。
2、功率控制
功率需量与功率因数控制
PMS会实时监测公用电网联络线得输入/输出功率,并计算15分钟功率需量。如果此计算值超过供电合同约定得最大值或者操作人员设定得值,系统会增加发电机得出力。在满足有功功率需量得前提下,PMS通过发电机电压调节器(AVR)控制输出得无功功率,维持系统接入点(PCC)得功率因数满足供电合同得要求。
母线频率与电压控制
当系统与公用电网断开形成电气孤岛时,系统无法在公用电网得支持下稳定频率与电压。此时在每一个电气孤岛中,都只有一台发电机组,根据负荷变化来调节输出有功功率与无功功率,维持系统频率与电压。
有功功率与无功功率分配控制
在孤岛运行模式下,负责调节系统得频率与电压得发电机得运行点可能慢慢接近输出曲线得界限,而其她发电机则在输出曲线得界限内轻载运行。这时PMS 将分配各发电机组之间得有功功率与无功功率,使得它们得运行点尽可能远离输出曲线得界限。这种方式提高了系统在扰动下得稳定性。
3、电动机再加速起动
当系统出现故障,比如母线失压或者减载发生时,电动机负荷会与母线断开。再加速功能得目得就就是确定当网络得失压状况恢复时哪些电动机可以自动重起动。
再加速起动得触发条件就是减载完成后,操作人员进行复位,或者母线电压恢复到设定值以上。PMS系统中有一个最大允许起动时间参数,如果电动机失压得时间超过这个参数值,电动机将不会被起动。
PMS根据以下几个因素来判断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。由于电动机得起动负荷远大于持续运行负荷,PMS将根据优先级顺序分批起动被断开得电动机。
4、发电机控制
发电机控制功能可用于系统中得每一台机组,并可应用于不同得网络配置,无论就是孤岛模式或者与公用电网连接模式。发电机控制功能还可以与功率控制功能协同工作。
对于每一台发电机,都可以分别为调速器与AVR选择一个控制模式。发电机得运行取决于所选择得控制模式、电网得波动与蒸汽系统得变化。
5、同期控制
PMS具有自动同期、半自动同期与手动同期功能。
自动同期模式下,操作人员选择需要进行同期得断路器与发电机。PMS系统自动选择哪些电压输入至同步器。同步器向发电机调速器与励磁控制器发出“升高/降低”脉冲。达到同期时,同步器就会发出合闸命令。
半自动同期模式下,“升高/降低”命令由同步器发出,合闸命令由操作人员发出。
手动同期模式下,操作人员通过键盘发出“升高/降低”命令,一旦达到同步就立即发出合闸命令。
所有合闸命令得下达都需要经过检同期继电器得校核,每一个需要被同期得断路器必须有一个检同期继电器。
6、断路器控制
断路器控制包含基本得状态监视、控制与一系列附加得功能。系统支持远程/中央/就地控制。
系统还有2个可先得自动功能:当母线有2路进线与1个母联断路器时,支持备自投功能;当2路进线并列运行时间超过事先设定得时间,自动将一路进线得断路器分闸。
7、电动机控制
电动机控制包含基本得状态监视、控制与一系列附加得功能。系统支持远程/中央/就地控制。
?自动起动模式
?正转/反转控制
?减载
?再加速
?运行小时数计算
8、变压器控制
变压器控制包含基本得状态监视、控制与一系列附加得功能。系统支持远程/中央/就地控制。
有载调压开关控制得目得就是维持变压器低压侧得电压稳定。变压器控制包括2个功能模块,一个用于有载调压开关单独控制,另一个用于变压器得并列运行。
系统比较变压器低压侧电压与电压设定值,如果差异过大,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,系统采用主/从原则。即一台变压器得有载调压开关主动调节,其她变压器则根据该变压器得变化来调节。