流花11-1fps电站电源管理系统（pms）的设计与开发

《流花11-1fps电站电源管理系统（pms）的设计与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、流花11-1FPS电站电源管理系统（PMS）的设计与开发　　摘要流花11-1FPS海上平台电站是典型的孤岛电站，通过该电源管理系统（PMS），主要实现了两个功能：1）机组出力管理，PMS系统通过PLC采集机组数据，然后按照机组出力偏差和频率偏差对发电机出力进行调整；2）负荷优先脱扣，当PMS系统检测到发电机开关跳闸后，然后按照系统预先计算的卸载范围进行脱扣，以保障孤岛电站的平稳运行和设备的安全。　　关键词电源管理系统；PMS；安全生产　　中图分类号TP3文献标识码A文章编号1674-6708（201

2、6）172-0211-03　　流花11-1油田位于南中国海珠江口外海海域，距香港东南约220km，水深约310m左右。平台电站由3台进口小功率机组和一台大功率国产机组并网供电，对运维人员来说，保持电站平稳运转具有很大的挑战性。　　流花11-1FPS电站电源管理系统（PMS）由发电机组PLC控制系统，与VSDPLC系统，钻机SCRPLC和集成在FPS生产控制系统（FCS）的电源管理PLC组成，实现对平台现有电源管理功能。　　电站电源管理系统（PMS）要切实保障油田电站正常生产和生活用电的需求，所以必须

3、满足以下条件：　　1）确保人身安全和设备安全。　　2）确保持续供电和可靠性供电。　　3）确保电能质量和减少能源浪费。7　　4）尽可能做到节能减排，提高能源效率。　　油田电站安全可靠运行、提供优质电能和提高电能经济性，是PMS系统建设和运营的一项最基本任务。　　1设计原则　　流花11-1FPS电站PMS系统按照以下原则进行设计：　　1）符合国家标准、行业标准和相关规定，严格按照国家或者国际及行业最新规范和标准要求　　2）性价比高，系统具有较高的性能价格比，使管道以最低的运行成本、最优的工况正常运行。　

4、　3）技术先进，功能强大，系统采用罗克韦尔自动化公司软硬件产品进行开发，其产品在工业应用中已被证明是成熟的产品。系统具有强大的人机对话能力，能满足各种现场复杂环境下的连续监控的功能。　　4）系统安全、稳定、可靠。PMS系统的PLC控制器、控制电源、I/O系统、HMI等都采用冗余的架构，重复利用率可达到99.99%，当某一节点发生故障时，可自动进行切换，电站系统安全、稳定、可靠的运行。　　5）可扩展性强，硬件是模块化的，允许将来在容量和功能上的扩展。　　2硬件架构（图1）　　流花11-1FPS电站PM

5、S系统控制系统硬件采用A-BPLC的ControlLogix系统，ControlLogix系统封装外形小，不仅可提供离散、驱动、过程和安全控制，还具有可靠的通信功能和最先进的I/O，系统采用模块化结构，使开发者能高效的进行设计、构建和修改，从而大幅节省培训和工程设计成本。7　　2.1过程信号采集　　系统输入信号：　　1）发电机输出功率。　　2）发电机组出线断路器状态。　　3）4160VA/B段母线频率。　　4）ESP，生产管汇及测试管汇运行优先权数据。　　5）钻/修井工况时，SCR系统斜率控制和相位

6、控制。系统输出参数：　　1）以百分比柱状图形显示的发电机功率。　　2）VSD/ESP运行功率。　　3）发电机组接入和停机提示信号。　　4）系统错误，事件及故障报警信号及打印。　　5）钻机SCR系统模拟相控信号。　　6）ESP/VSD速度降低至预设低频信号。　　2.2软硬件配置　　PMS系统的硬件要求配置如下：　　1）ControlLogix系统采用双环ControlNet网络。　　2）CPU采用冗余配置。　　3）各控制子站的交换机网络采用冗余环网架构。　　4）由不间断电源供电（即UPS），信号电源采

7、用独立的DV24V电源供电。　　5）DO信号输出的继电器需确保可靠性。　　6）HMI服务器由主服务器和备用服务器构成。7　　7）PLC程序基于RSLogix5000开发，上位机基于FactoryTalkViewStudio开发。　　3系统功能（图2）　　3.1电源管理及负荷分配　　PMS系统与5台机组通过以太网通讯交换数据，包括有功功率、无功功率、频率、电压等。并根据不同的在线发电机配置，PMS系统可与发电机的调速器和AVR协调工作，并实现以下功能。　　1）有功功率和无功功率分配控制：在电站中发生负

8、荷波动时，为了防止个别发电机的频率和电压可能会接近其PQ图的边界，此时PMS系统将分配各发电机组之间的出力，以提高系统在扰动下的稳定性。　　2）功率需量和功率因数控制：PMS系统会实时各发电机相对于母线的输入/输出功率，并计算功率差额。然后根据功率因数的范围，在满足发电机基本出力的前提下，调整AVR控制无功功率输出，以维持系统的功率因数在合理范围内。　　3）母线频率和电压控制：当电站负荷发生变化时，系统调整发电机输出的有功功率和无功功率，以维系电站的频率和电压稳定。