船舶电站功率管理重载询问方法.pdf

本发明公开了一种船舶电站功率管理重载询问方法，该方法预设了电站负载功率的突然变化量，并做出合理的判断，从而避免负载功率突变造成电网崩溃而导致全船失电事故，保证船舶航行安全。本发明包含下列主要步骤：计算发电机组总容量nPe；计算实际输出总功率∑Pi；计算已投入的大功率负载潜在变化量Pa，Pa＝Pmax-Po，其中Pmax为大功率负载的额定功率，Po为大功率负载运行时的初始功率；计算P值，P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps，其中Ps为即将投入的大功率负载功率；判断P值是否大于允许功率余量D1；如果判断结果为是，则允许大功率负载启动；如果判断结果为否，则投入备用发电机后再次判断是否允许启动大功率负载。

1.  一种船舶电站功率管理重载询问方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：
(1)判断是否有大功率负载请求；
(2)如果步骤(1)的判断结果为有则执行步骤(3)；
(3)计算船舶电站发电机组总容量nPe，Pe为单台发电机的额定功率；
(4)计算实际输出总功率∑Pi；
(5)计算已投入的大功率负载潜在变化量Pa，Pa＝Pmax-Po，其中Pmax为已投入大功率负载的额定功率，Po为大功率负载运行时的初始功率；
(6)计算P值，P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps，其中Ps为即将投入的大功率负载功率；
(7)判断P值是否大于允许功率余量D1；
(8)如果步骤(7)的判断结果为是，则允许大功率负载启动；
(9)大功率负载运行；
(10)如果步骤(7)的判断结果为否，则启动备用发电机投入工作；
(11)判断备用发电机投入是否成功；
(12)如果步骤(11)的判断结果为是，则回到步骤(3)继续向下执行；
(13)如果步骤(11)的判断结果为否，则大功率负载请求失败；
(14)如果步骤(1)的判断结果为无，则计算船舶电站发电机组总容量nPe；
(15)计算实际输出总功率∑Pi；
(16)计算P＝nPe-∑Pi；
(17)判断P值是否大于D2值；
(18)如果步骤(17)的判断结果为是，则减少一台发电机工作；
(19)如果步骤(17)的判断结果为否，则判断P值是否小于D3值；
(20)如果步骤(19)的判断结果为是，则增加一台发电机工作；
(21)如果步骤(19)的判断结果为否，维持原工作发电机的数量。

2、  如权利要求1所述的船舶电站功率管理重载询问方法，其特征在于，所述允许功率余量D1＝0.5Ps，D2＝1.5Pe，D3＝0.25Pe。

船舶电站功率管理重载询问方法
技术领域
本发明涉及一种电站功率管理重载询问方法，尤其涉及一种船舶电站功率管理重载询问方法，属于船舶电站技术领域。
背景技术
船舶电站的功率管理根据电网负载情况，自动起停柴油发电机组，使电站运行在最佳状态，达到较好的经济性。当电网功率裕量充足时大功率负载可直接投入，当电网功率裕量不富裕时需待备用发电机起动投入电网运行后，才允许大功率负载起动。现有的功率管理方法对于恒功率负载(起动运行后负载功率是恒定不变的)管理是可靠的，但对于功率变化大的重负载管理却存在着弊端，当需要启动重负载之前向自动电站进行询问时，现有的功率管理方法在计算电网功率富裕量时并没有给已经处于初始运行状态(初始运行状态时消耗功率往往很小)且功率会突变的大功率负载预留足够的功率，即没有考虑到大功率负载的潜在功率变化量Pa，这样，当经功率管理系统计算后满足电网功率富裕量时，则发出起动允许信号给其它大功率负载起动；倘若几台处于初始运行功率状态下的大功率负载同时加大功率，或者在下一个大功率负载允许起动过程中，或者处于初始运行状态的大功率负载突然加大功率时，电站往往来不及投入备用发电机组，从而使运行中的发电机组由于负载功率突然变大造成电网崩溃而导致全船失电事故，产生严重后果。因此，迫切需要对现有的电站功率管理方法进行改进，尤其是需要设计一种新的重载询问方法以避免因船舶电站功率突变造成全船失电事故，从而保证船舶航行安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶电站功率管理重载询问方法，避免发生几台处于初始运行功率状态下的大功率负载同时加大功率，或者因大功率负载在起动过程中，已经处于初始运行状态的大功率负载突然加大功率，造成电网崩溃而导致全船失电的事故。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
船舶电站功率管理重载询问方法包含下列步骤：
(1)判断是否有大功率负载请求；
(2)如果步骤(1)的判断结果为有则执行步骤(3)；
(3)计算船舶电站发电机组总容量nPe，Pe为单台发电机的额定功率；
(4)计算实际输出总功率∑Pi；
(5)计算已投入的大功率负载潜在变化量Pa，Pa＝Pmax-Po，其中Pmax为已投入大功率负载的额定功率，Po为大功率负载运行时的初始功率；
(6)计算P值，P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps，其中Ps为即将投入的大功率负载功率；
(7)判断P值是否大于允许功率余量D1；
(8)如果步骤(7)的判断结果为是，则允许大功率负载启动；
(9)大功率负载运行；
(10)如果步骤(7)的判断结果为否，则启动备用发电机投入工作；
(11)判断备用发电机投入是否成功；
(12)如果步骤(11)的判断结果为是，则回到步骤(3)继续向下执行；
(13)如果步骤(11)的判断结果为否，则大功率负载请求失败；
(14)如果步骤(1)的判断结果为无，则计算船舶电站发电机组总容量nPe；
(15)计算实际输出总功率∑Pi；
(16)计算P＝nPe-∑Pi；
(17)判断P值是否大于D2值；
(18)如果步骤(17)的判断结果为是，则减少一台发电机工作；
(19)如果步骤(17)的判断结果为否，则判断P值是否小于D3值；
(20)如果步骤(19)的判断结果为是，则增加一台发电机工作；
(21)如果步骤(19)的判断结果为否，维持原工作发电机的数量。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述允许功率余量D1＝0.5Ps，D2＝1.5Pe，D3＝0.25Pe。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在大功率负载进行重载询问时，本方法预先考虑了电站负载功率的突然变化量，并做出合理的判断，从而避免功率突变造成发电机组过流跳闸引起的全船失电事故，保证船舶航行安全。
附图说明
图1是船舶电站功率管理重载询问方法程序流程图；
图2是船舶电站功率管理重载询问单线电路原理图(三相电用单线表示)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明通过在大功率负载侧(非恒功率负载)设置的功率测量模块，将大功率负载初始消耗功率值经实时测量后送至功率管理系统，功率管理系统在进行电网富裕功率计算时就会考虑到已经处于初始运行状态的大功率负载的潜在功率变化量，也就是功率管理系统始终将那些未处于额定功率运行的大功率负载的剩余功率预留出来后，再行判断下一个大功率负载在重载询问时是否允许起动。
实施例一：
本实施例是以某化学品油船的电力系统为例。该船采用400V交流电力系统，主电源配备3台670KW发电机组，其中大功率负载需经功率管理系统重载询问，并经功率管理系统判断允许后方可起动运行
重载询问设备有：4台250KW货油泵(货油泵通过调整阀门改变油泵电机功率)，当1台发电机向全船供电时，此时需要进行大功率负载重载询问，经功率管理系统进行运算作出合理判断的步骤如下：(注：这里所举例的步骤为第2台大功率负载重载询问，第1台大功率负载已经功率管理系统判断后允许起动，且大功率负载运行时的初始功率均为65KW。)
询问步骤如下：
(1)判断是否有大功率负载请求；
(2)如果步骤(1)的判断结果为有则执行步骤(3)；
(3)计算船舶电站发电机组总容量nPe；
nPe＝1×670KW＝670KW
(4)计算实际输出总功率∑Pi；
实际网上负荷测得为280KW
(5)计算已投入的大功率负载潜在变化量Pa，Pa＝Pmax-Po；
Pa＝Pmax-Po＝250-65＝185KW
(6)计算P值，P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps，其中Ps为即将投入的大功率负载功率；
P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps＝670-280-185-250＝-45KW
(7)判断P值是否大于允许功率余量D1；
D1＝-45KW＜0.5Ps
(8)如果步骤(7)的判断结果为是，则允许大功率负载启动；
判断结果为否，不允许大功率负载启动；
(9)大功率负载运行；
结论：不会运行；
(10)如果步骤(7)的判断结果为否，则启动备用发电机投入工作；
结论：步骤(7)的判断结果为否，启动备用发电机投入工作；
(11)判断备用发电机投入是否成功；
结论：投入成功；
(12)如果步骤(11)的判断结果为是，则回到步骤(3)继续向下执行；
结论：回到步骤(3)继续向下执行；
返回(3)计算船舶电站发电机组总容量nPe：
nPe＝2×670KW＝1340KW
返回(4)计算实际输出总功率∑Pi；
∑Pi＝280KW
返回(5)计算已投入的大功率负载潜在变化量Pa，Pa＝Pmax-Po，
Pa＝Pmax-Po＝250-65＝185KW
返回(6)计算P值，P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps，其中Ps为即将投入的大功率负载功率；
P＝nPe-∑Pi-Pa-Ps＝1340-280-185-250＝625KW
返回(7)判断P值是否大于允许功率余量D1；
D1＝625KW＞0.5Ps
返回(8)如果步骤(7)的判断结果为是，则允许大功率负载启动；
结论：判断结果为是，允许大功率负载启动。
返回(9)大功率负载运行；
大功率负载运行。
现有的功率管理计算方法如下：
本实施例中步骤6)是功率管理系统计算决定是否允许大功率负载起动的关键步骤，如在传统的功率管理方法中当第二台大功率负载询问时，计算电网功率裕量：
P＝nPe-∑Pi＝670-280＝390KW
此时功率管理经计算后功率裕量已经满足了重载起动要求，即发出第二台大功率负载起动允许信号给大功率负载起动。同样当第3台大功率负载重载询问时，由于前面已经处于初始运行的大功率负载初始功率往往很小，计算电网功率裕量：
P＝nPe-∑Pi＝670-280-65＝325KW
(注：65KW为第2台大功率负载初始运行功率)
此时功率管理经计算后功率裕量已经满足了重载起动要求，即发出第3台大功率负载起动允许信号给大功率负载起动，3台大功率负载都已经允许起动且处于初始运行功率状态，这样，当这3台处于初始运行状态的大功率负载倘若同时加大功率，或者在下一台大功率负载起动过程中，先前已经处于初始运行状态的大功率负载倘若突然加大功率，就会造成此时正在运行的主发电机由于大功率负载的同时起动(负载功率突变)导致电网的崩溃，造成全船失电的的严重后果。
本发明引进了一种新的功率计算：即在硬件上增加了大功率负载的实时功率测量(只对功率会变化的大功率负载)，将大功率负载在电网上已经消耗的功率实时检测后送至功率管理系统，功率管理系统在计算功率裕量时始终将已经处于初始运行状态的大功率负载还没有达到额定功率的那部分剩余功率预留出来，功率管理重载询问在判断下一个大功率负载询问并计算功率裕量时首先将前面的大功率负载还没有消耗的剩余功率扣除后，再行判断功率裕量是否允许新的大功率起动。
在本实施例中，重载询问步骤6)由于考虑了大功率负载的潜在功率变化量，所以并没有马上给下一个大功率负载发出重载起动允许信号，而是先投入一台备用主发电机后再发出重载起动允许，这样就避免了正在运行中的发电机组由于负载功率突然变大造成电网冲击而导致电网崩溃的严重后果.
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。