船舶电站同步发电机组综合控制算法

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船舶电站操作和维护评估规范

船舶电站操作和维护评估规范电子电气员评估规范船舶电站操作与维护（适用对象：无限航区750KW及以上船舶电子电气员）1、评估目的通过评估，检验被评估者掌握船舶电站操作和维护的相关知识和技能并能正确进行操作和应用的能力，以满足STCW公约马尼拉修正案及中华人民共和国海事局海船船员适任考试评估的有关要求。

2、评估内容2.1 船舶发电机手动并车操作（1）同步表法手动准同步并车（2）灯光明暗或灯光旋转法同步并车（3）并联运行发电机组的负荷转移、分配及解列2.2 发电机主开关操作与维护（1）船舶发电机主开关基本结构识别（2）船舶发电机主开关手柄合闸、分闸操作（3）船舶发电机主开关合闸失败的原因判断及排除（4）船舶发电机主开关故障跳闸的原因判断及排除（5）非自动化电站主开关跳闸的应急处理（6）自动化电站主开关跳闸的应急处理（7）主开关的维护（8）主开关的功能试验及方法2.3船舶发电机的继电保护（1）船舶发电机外部短路、过载故障的原因判断及排除（2）船舶发电机欠压故障的原因判断及排除（3）船舶发电机逆功率故障的原因判断及排除2.4船舶电网故障（1）船舶电网绝缘降低故障的原因判断及排除（2）船舶电网单相接地故障的原因判断及排除2.5 船舶应急配电板与岸电箱（1）船舶应急配电板的功能试验（2）主电源、应急电源及岸电的切换2.6发电机并车及保护控制器GPC（或PPU）的参数查询和操作2.7 船舶高压供电系统的操作和维护3、评估要素及标准3.1 船舶发电机手动并车操作3.1.1 同步表法手动准同步并车（20分）（1）评估要素：并车成功且合闸瞬间电压差、频率差、相位差在允许范围内，同时待并机不产生逆功率。

（2）评估标准：①操作准确、熟练（20分）；②操作准确、比较熟练（16分）；③操作准确、熟练程度一般（12分）；④操作较差，只能完成部分操作（8分）；⑤操作差，无法完成（0～4分）。

3.1.2 灯光明暗或灯光旋转法同步并车（20分）（1）评估要素：并车成功且合闸瞬间电压差、频率差、相位差在允许范围内，同时待并机不产生逆功率。

实验三船舶电站模拟器发电机并车及调整

实验三船舶电站模拟器发电机并车及调整一、实验目的熟悉发电机组单机手动起动运行以及主开关合闸供电操作熟悉发电机组手动并车与解列操作熟悉发电机组自动起动运行、主开关合闸供电操作和自动卸载、分闸和停机操作。

二、实验仪器山东交通学院船舶电站模拟器系统三、实验原理同步发电机理想并车条件应为同步发电机与待并电网（1）相序应一致（2）频率应与电网相同E 应与电网电压U 大小相等，相位相同（3）发电机的激磁电动势在此情况下，待并机组与电网间不会产生冲击电流，这是准整步的理想情况在实际并车条件下，由于理想并车条件不能完全满足，因此应根据手动准同步并车的步骤，根据同步表的显示及发电机调速按钮，控制同步发电机的并车。

四、实验步骤起停机实验1．1#机组先运行，合闸并加上80%负载，并保持COSφ为0.8；检查汇流排的电压、频率是否为额定值（440V、60H Z）以及作出相应调节；2．在2号发电机组的控制屏上起动发电机组。

3．将2号发电机组电压频率调整至440V、60H Z左右。

4．把并车屏上并车选择开关扳至待并发电机上，同时观察同步表指示器S的转向；5．调节待并发电机的频率，使同步表按顺时针转且以3～5秒转一圈时，当转到11点钟时按下待并机合闸按钮，机组合闸并列运行。

6．并车成功后，把并车屏上并车选择开关扳至OFF位置；7．调节2号发电机组（待并机组）调速开关使其往增速方向转动，同时1号发电机组调速开关往减速方向转动，这样将1号发电机组一部分功率转移到2号发电机组（这种调节方法只转移功率而频率能保持不变），最后使两机组功率按额定容量比例分配（各机组所分配的功率比例=该机组额定功率/并联机组额定功率总和）。

8．如果要解列1号发电机组，则将1号发电机组调速开关使其往减速方向转动，同时将2号发电机组调速开关使其往增速方向转动，这样将1号发电机组大部分功率转移到2号发电机组，当1号发电机组功率减小到10%的额定功率时，就可以将1号发电机组分闸。

船舶电站怎样实现自动控制

船舶电站怎样实现自动控制现时船舶自动电站的功能较多，其中每一部分都有相对的独立性，由总体控制将各部工作有机地协调起来，组合成一个系统。

在系统的安排上应充分利用各单元的独立性，使各系统运用起来更加协调。

如某部分出现故障时，仍可利用其它单元实现局部自动化和半自动化。

船舶电站自动化系统的功能：通过起动发电机组的自动合闸投入电网，自动并列，使负荷低时自动解列，自动调频调载，自动卸除次要负载，自动报警等电气设备组成。

船舶电站自动化系统包括：1、船舶电站的综合自动化系统。

2、一般综合自动化功能。

3、自动电站的总体控制系统的主要功能。

船舶电站综合自动化的主要任务是保证供电的安全可靠和改善劳动条件，同时也能提高运行的经济性。

现归纳如下：1、船舶发电站的备用发电机组应能负荷超过单机负荷（通常是>85%）时10秒内起动并自动投入电网供电（有两台机组并联时），应自动同步投入。

2、各发电机的自动开关能防止短路时的重复合闸。

3、当电网电压，频率持续变低及负荷持续超过预定的最大值或运行机组发生故障时，应在集控室的主、辅机控制台发出报警，并发出起动机组指令，使备用发电机组迅速自动起动并自动投入电网供电。

4、当船舶电站过载时，应能自动卸除次要负载。

5、能自动起动的多台发电机组应装有程序起动系统或人工选择开关，程序起动系统在某机组起动失灵或不能合闸时，应能自动地将起动指令转移给另一台机组。

6、船舶电站的自动控制或遥控失灵时，应能进行手动控制或本地控制。

7、瞬态条件所反应的信号，（如电动机的起动电流）不应使发电机组产生不必要的自动起动。

8、当故障断电后又恢复供电时，各电动机负载能按程序起动，以免过大的冲击电流而使主开关跳闸。

9、废气透平台发电机系统应能控制加热器循环水，使主机功率变化时仍能保证正常供电。

10、控制台应能起动和停止发电机组接通或切断跨接母线，控制两路独立供电电源的转换，并有测量及显示机组运行情况的仪表和报警设备。

船舶同步发电机的自动调节装置

船舶同步发电机的自动调节装置引言船舶作为一种重要的交通工具和运输工具，在航行过程中需要稳定而可靠的电力供应。

船舶发电机是实现船舶电力供应的重要装置之一。

在船舶上，通常会使用多个发电机进行并联运行，以满足船上各种设备的需要。

然而，船舶上发电机的并联运行需要实现发电机的同步和自动调节，以确保发电机之间的电压、频率等参数的一致性，从而保证船舶电力系统的稳定运行。

本文将介绍船舶同步发电机的自动调节装置。

自动调节装置的作用船舶同步发电机的自动调节装置是用于实现船舶多个发电机的同步运行和自动调节的装置。

它可以通过监测和控制发电机的电压、频率等参数，自动调整发电机的负载，并进行发电机间的同步操作，从而保证发电机之间电压、频率的一致性。

自动调节装置的工作原理船舶同步发电机的自动调节装置通常由以下几个部分组成：1. 监测单元监测单元用于监测船舶发电机的电压、频率等参数。

它可以通过传感器或测量仪器实时地获取发电机的运行状态，并将这些数据传输给控制单元。

2. 控制单元控制单元是自动调节装置的核心部分，它根据监测单元传输的数据进行计算和逻辑判断，并输出控制信号，控制发电机的负载和运行状态。

控制单元通常采用微处理器或专用的控制芯片，具备较强的计算和控制能力。

3. 通信模块通信模块用于与船舶电力系统的其他装置进行通信，例如船舶的主电力系统控制装置、电力负载分配装置等。

通过通信模块，自动调节装置可以接收来自其他装置的指令或参数，同时将自身的状态和数据传输给其他装置。

4. 执行机构执行机构用于根据控制单元的指令，控制发电机的负载和运行状态。

它通常包括电动机、开关、继电器等元件，用于控制发电机的输出功率、连接或切断发电机与电力系统的连接等操作。

自动调节装置的工作流程船舶同步发电机的自动调节装置的工作流程通常如下：1.监测单元实时监测各个发电机的电压、频率等参数，并将数据传输给控制单元。

2.控制单元根据监测单元传来的数据进行计算和逻辑判断，确定发电机的负载和运行状态，并输出控制信号。

船舶电站_船舶同步发电机频率及有功功率自动调整

第二节调速器作用原理和特性
• • • • • • • • • • • 1-竖轴 2-离心飞锤 3-联接器 4-套筒 5-弹簧 6-油压缸 7-燃油泵 8-配压阀 9-柴油机 10-蜗轮蜗杆 11-伺服马达
柴油机调速系统原理图
电子调速器框图
调速特性
调速特性
• 有差调速特性
– 在新的稳定平衡状态下，柴油机承担负荷增大，进油量也增加，但转速却下降。
--------称为自动并联运行控制器
自动调频调载的基本组成
• 1.频率变换器频率变换器是用来测量电网的频率，并把频率与额定值之差，变换为一直流电压信号送给调整器。
Uf K f f K f ( f sh f N )
式中: U f --频率变换器输出直流电压V； K f --频率变换系数V/Hz； f sh --电网实际频率Hz；
• 对有差调速特性的调速器来说，必须迸行二次调节。
调速器二次调节
单机手动调频
第三节并联运行的同步发电机之间有功功率的分配
• 当两台发电机组并联运行时，各机组的频率都是相同的。有功功率的分配取决于各机组的调速特性。
1号机组的功率增量为 f1 P 1 K C1 2号机组的功率增量为
国标规定---1
• 《钢质海船入级与建造规范》第3篇9.7.3.1条
– 带动发电机的原动机(包括柴油机和汽轮机)须装有调速器，其调速特性应符合下列规定:当突然卸去额定负荷时，其瞬时调速率不大于额定转速的10%,稳定调速率不大于额定转速的5%，稳定时间(即转速恢复到波动率为±1%范围的时间)不超过5s。
功率均匀分配很难！！
调速器的失灵区
第四节自动频载调节装置原理

船舶电站及自动化同步发电机组的并联运行

第二节并联运行发电机组间无功负荷的自动分配
一、并联运行发电机间无功负荷自动分配基本原理
发电机并联运行与单机运行
首先，电网电压(用汇流排电压表示)与各发电机端电压相等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整个电网的电压变化。
另外，当负载要求的总无功功率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率的问题。
要求： Δf < ±0.5 Hz
实用的并车条件
➢ 电压幅值偏差在 10%以内， ➢ 频率偏差在 1%以内， ➢ 相位差在 15电角度以内。
并车方法分类
准(确)同步法
直接按上述三条件实现并车的方法。可分为手动准同步法和自动准同步法两种。
电抗同步法或粗同步法
通过增加并车电抗器及相应附属电器使并车条件适当放宽，操作较为简捷的一种并车方法。
(1)怎样分配才是合理的或是最佳的； (2)分配不符合要求时，怎样转移各台发电机承担的无
功，使之趋于合理； (3)达到合理分配状态时，能否保持下去，即分配是否
稳定。
《钢质海船入级与建造规范》4.1.7.6条规定
并联运行的各交流发电机组均应能稳定运行，且当负载在总额定负载的20%-100%范围内变化时，各发电机组所承担的无功功率与总无功负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者: 最大机组额定无功功率的±10%；最小机组额定无功功率的±25%。
二、手动准同步并车
定义：
由操作人员观察仪表、指示器并相应手动调整有关参数，使待并发电机满足准同步并车三条件，并在恰当时刻完成待并发电机接入电网(待并发电机的主开关闭合，也叫合闸)的操作，叫做手动准同步并车(操作) 。
手动准同步并车步骤是:
第一步，起动待并发电机，加上励磁，建立电压。

第章船舶同步发电机的并联运行

自同期法：原动机将未经励磁的发电机的转速带到接近同步转速，即将发电机主开关合闸，并立即给发电机加上励磁，依靠机组间自整步作用而拉入同步，使发电机与电力系统并联运行。
二船舶同步发电机的准同步并车
1 准同步并车条件三相交流同步发电机准同步并车时，最理想的情况是满足如下三个条件： 1）侍并机组的电压与运行机组（或电力网）的电压大小相等： 2）待并机组的频率与运行机组（或电力网）的频率数值相等； 3）待并机组电压的初相位与运行机组（或电力网）电压的相位一致。
由鉴幅器实现检测
在同一个脉动电压瞬时值Us 和
时，有两个与之对应的
角（
q
q ’），其中只有 q才是越前于重合时刻的相角，符合要求。
因此，在设计电路时应考虑在鉴幅器的输出电路后一级加一个单向微分电路，使之只能检出单向的脉冲，也就是越前相角信
号，只有负脉冲（即恒定越前相角信号）得以输出去触发合闸控制回路。
1）灯光明暗法：
将三个（也可以只用两个）指示灯L1、L2、L3、在开关的两端分别接在发电机和电网的对应相上。每个指示灯两端的电压就是每一对应相之间的电压差U，在并车条件的讨论中己说明过，当存在电压差、频率差和相位差时，在发电机主开关两端都会出现电压差，三个指示灯都会发亮。因为灯泡上所加电压的大小是随相位差而变的，所以三个指示灯随着相位差的变化而同时忽亮忽暗。频差越大，灯泡亮、暗变化越快：频差较小时，灯泡亮、暗变化变慢。同步标志：
（3）捕捉合闸时刻，要考虑主开关固有动作时间，相应地提前发指令。
组成：见框图
二脉动电压及其与自动并车
条件的关系
1 脉动电压的形成
所谓脉动电压指待并发电机电压频率与电网电压频率不一致但相差不大，并发电机电压与电网电压幅值相等，这样的两个交流电压之差。

船舶电站第04章船舶同步发电机电压及无功功率自动调整

三、无功功率分配的稳定性讨论
1.发电机的调压特性
U
UN
ΔU
O
IQ
2.无差特性无差特性是呈水平直线的调压特性，即当无功电流IQ 变化时，端电压变化ΔU=0的特性。当IQ变化时，去磁的电枢反应变化，必定引起端电压的变化(单机运行时)，但ΔU=0说明自动励磁调整装置AVR在起作用，调节属可控类型。
(4)虽然可控硅励磁装置体积小、重量轻，但元件多。若某一元件不可靠，必将影响整个装置的可靠性。
第四节可控相复励原理
结构
以相复励为励磁装置主体，加上根据电压偏差信号实现调节的电压校正器(AVR )部分组成。
功能
相复励部分保证了发电机的自激起压及强励性能，而且动态性能好，但相复励调节精度不太高。
US %
U SM U N UN
100%
U D %
U DM U0 UN
100%
u
式中：UN ——发电机额定电压，V； U0 ——动态变化前的电压，V。
UDmin
USmin
UDMAX
USMAX
t
t0
t1
T0
T1
国标规定--1
1991年版中华人民共和国船舶检验局《内河钢船建造规范》3. 2. 2条规定
根据负载电流的大小变化作出的调整作用叫复励作用；
根据负载电流的相位变化作出的调整作用叫相位补偿作用。
综合起来叫做相复励作用。
励磁电流：
设发电机磁路不饱和，令 E K1If，则
I f
1 U K1
jX d K1
I
空载时I=0，为了维持空载电压，发电机需要空载励磁电流；负载时，为了保持端电压 U不变，励磁电流必须增加第二部份，用来补偿电枢反应的作用。

船舶同步发电机的自动调节装置(2)

（b）等效电路图
图12-4-2 可控移相电抗器式可控相复励装置
三、可控电抗器分流的可控相复励装置
在整流器的交流侧并联一三相饱和电抗器，进行交流侧的分流控制,以达到调压的目的。
图12-4-3可控电抗器分流的可控相复励装置
四、交流侧晶闸管分流的可控相复励装置
晶闸管并联在相复励装置的交流侧实现交流侧的分流作用
有两条曲线：（1）空载特性曲线 U0=f(If) （2）自励回路的理想励磁特性曲线
分析起压过程：
剩磁通
剩磁电动势
励磁电流 I f
励磁磁场剩磁磁场磁场方向一致
E E = f（If） A
E
Er
α
0 I f
E = IfRf If
… 稳定在A点
发电机的自励起压条件:
1.发电机要有剩磁； 2.励磁电流磁场与剩磁场方向相同； 3.励磁电路的电阻要适当。 4.转速要适当。
U Ii
If
Ii
I f
IV
图12-2-4 负载电流大小变化功率因数不变
I ↑，由于去磁及漏阻抗压降 → U ↓，而电流
补偿的结果使 If ↑→ U ↑，从而起到恒压的目的。
（2）相位补偿原理：当负载的电流大小不变，设功率
U
Ii
φφ
因数角由增加到（感性）。
I f
Ii
If
IV
图12-2-5 负载电流大小不变功率因数变化
5.合理分配发电机的无功功率
《钢质海船建造及入级规范》规定：
并联运行的交流发电机组，当负载在额定功率的20%～100%范围内变化时，各发电机实际承担的无功功率与按发电机各自的容量比例计算值之差不应超过发电机最大额定无功功率的10% 。

船舶同步发电机的自动调节装置

船舶同步发电机的自动调节装置简述在船舶的发电系统中，同步发电机起着非常重要的作用。

同步发电机被用于将发电机的输出电能与主电网进行同步，以实现电能的并网供应。

为了确保同步发电机的稳定运行，需要使用自动调节装置进行监控和控制。

本文将详细介绍船舶同步发电机的自动调节装置的工作原理、组成部分以及优点等内容。

工作原理船舶同步发电机的自动调节装置通过实时监测同步发电机的输出电压、频率和功率因数等参数，判断其与主电网的同步状态，然后通过调节发电机的励磁电流或机械负载来实现同步。

当同步发电机的输出电压、频率或功率因数偏离设定值时，自动调节装置将发出控制信号，调节同步发电机的工作状态，使其保持与主电网的同步。

组成部分船舶同步发电机的自动调节装置由以下几个主要组成部分组成：1. 采集传感器采集传感器用于监测同步发电机的输出电压、频率和功率因数等参数。

常用的采集传感器包括电压传感器、频率传感器和功率因数传感器等。

2. 控制单元控制单元是自动调节装置的核心部分，负责采集传感器的数据、计算同步发电机与主电网之间的差异，并发出相应的控制信号。

控制单元通常采用微处理器或PLC等来实现。

3. 执行机构执行机构根据控制单元发出的信号来调节同步发电机的工作状态。

常见的执行机构包括发电机励磁控制装置和负载控制装置等。

4. 人机界面人机界面用于操作和监控自动调节装置的工作状态。

通过人机界面，操作员可以设置同步发电机的参数、查看实时数据以及进行故障诊断等操作。

优点船舶同步发电机的自动调节装置具有以下几个优点：1. 高精度调节自动调节装置能够实时监测同步发电机的输出电压、频率和功率因数等参数，通过精确的调节控制，使同步发电机与主电网保持稳定的同步状态。

2. 快速响应自动调节装置能够快速响应同步发电机参数的变化，通过调节发电机励磁电流或机械负载等方式实现同步，保证船舶电能供应的稳定性。

3. 可靠性高自动调节装置采用先进的控制技术和可靠的执行机构，具有较高的可靠性和稳定性。

船舶电站自动控制系统的设计分析

船舶电站自动控制系统的设计分析船舶电站自动控制系统是指为了保障船舶电源安全和可靠性，而通过计算机、电气设备和传感器等技术手段实现对船舶电站的自动化控制。

其主要优点是能够减少人工干预和操作，提高电站运行的可靠性和稳定性，同时还能够降低电站的维护成本和提高工作效率。

一、系统架构设计船舶电站自动控制系统的架构设计是整个系统设计中的一个重要步骤。

要根据船舶电站的实际情况，确定系统的基本结构和各个部件之间的关系。

通常船舶电站自动控制系统的架构包括以下几个方面：1. 控制中心：负责整个系统的监控、调度以及指挥控制。

通常包括计算机、人机界面、显示屏等设备。

2. 数据采集子系统：负责采集船舶电站的各种参数数据，包括电压、电流、功率、频率等。

3. 控制执行子系统：负责对船舶电站进行自动化控制，包括控制信号的发生、控制设备的操作等。

4. 监控子系统：负责对船舶电站的各种状态进行监控和分析，及时发现异常情况并采取措施进行处理和调整。

二、系统功能分析1. 监测和控制电站的参数：主要包括电压、电流、功率、频率等参数的监测和控制。

2. 电源切换和负荷分配：在电站供电正常情况下，实现两个户头之间的优先级切换，以及各个负荷点之间的动态分配。

3. 故障诊断和自动排错：通过系统自动运行的过程中，及时检测、诊断电站的异常情况并采取相应的处理措施。

4. 数据记录和报告：对船舶电站的各种参数和操作数据进行记录和存储，并生成相应的报告。

船舶电站自动控制系统的软件设计是整个系统设计中的一个核心步骤。

软件的设计应根据系统架构和功能分析的结果，采用合适的编程技术和编程语言，开发出符合系统需求的软件。

1. 系统核心程序的编写：包括数据采集、实时控制、数据存储、监控管理等核心程序的编写。

2. 控制算法的设计：关键是设计出合理、实用和稳定的控制算法，并根据实际情况进行相应的调整和优化，满足船舶电站各种控制需求。

3. 界面设计：包括系统人机交互界面的设计与实现，使得系统界面易用、美观、功能齐全，能够很好地满足用户的操作需求。

船舶电站同步发电机组综合控制算法

船舶电站同步发电机组综合控制算法2010年3月23日摘要：简要地介绍了并联运行的同步发电机组之间有功功率、无功功率分配的调节原理，提出了基于微型计算机控制系统的船舶电站功率分配的数字PID(Proportion-Integral-Derivative)控制解决方案，通过优化数字PID控制算法二次调节发电机组，达到并联发电机组功率分配平衡的目的。

经过试验、试验数据分析以及实际应用，证明该数字PID控制算法解决方案有效地实现了并联运行发电机组之间合理的功率分配，保证了船舶电站同步发电机组之间长期、稳定、经济的运行。

关键词：船舶、舰船工程；船舶电站；同步发电机；功率分配；比例-积分-微分控制目前使用的船舶电站系统中，通常采用若干台相同型号的同步发电机组并联运行提供电力，根据用电量的大小调配并联的发电机组数量。

然而，小型电网的有关电力参数极易受到外部负载变化而发生改变，从而影响电网的供电品质，导致在该电网中的用电设备工作出现异常。

因此，须要采用自动调频调载控制装置，保证各台并联运行的发电机组在额定频率及额定电压(一定偏差范围内)工况下运行，同时也保证发电机之间合理的有功及无功功率分配。

文章介绍了一种以Intel系列单片机为主要控制器的数字PID (Proportion-Integral-Derivative)控制系统，该系统采用软件技术实现数字PID控制计算，并结合虚有差法，利用计算结果自动控制各台并联运行同步发电机组的运行状态，从而大幅减少了人为监视调节带来的繁重的工作量，最终保证电站系统能够长期经济、稳定的运行，同时提供品质优良的电力。

1控制系统组成以某小型船舶电站系统为例(见图1)，该系统配备3台相同型号的同步发电机组，原动机均为柴油机。

电站控制系统主要由上位机与PID控制器组成，每一台发电机组各配备一个PID控制器，各个控制器之间采用现场总线技术实现通信，并联运行的同步发电机组间功率平衡等控制功能由PID控制器完成，控制器将PID运算结果转换为脉冲信号传输至柴油机调速器以及发电机的自动调压装置，对被控对象进行控制调节。

船舶电站综合控制系统的设计

船舶电站综合控制系统的设计1船舶电站系统可实现的控制功能1)同步发电机的单机控制．同步发电机的使用与维修;同步发电机的调频调压控制;发电机组自动启动、自动停机;发电机外部短路保护;原动机预润滑预热控制［3］．2)2台同步发电机组手动准同步并车操作．船舶电站面板上装有电压表、频率表、同步指示器．并车的条件是电压相等、频率相等、相位相等．手动准同步并车装置就是要测量及调整这些参数．同步发电机的电压、频率的调节通过变频器上的旋钮来改变原动机频率来调节，观察面板电压表、频率表的指示．检查2台发电机的相位角是否一直是通过同步表来指示．参数调整与发出并车命令均为手动控制．3)2台发电机组的自动准同步并车操作，如图1所示．通过电量变送器采集发电机端电压、频率、相位，将其转换为4～20MA电流，或0～5V电压进入到PLC的A/D模块变为数字量，将运行中的发电机参数(数字量)作为给定值，待并发电机的参数作为当前值，在PLC中进行PID运算，将运算所得的偏差通过D/A转换成模拟量来调节变频器，使2台电机的参数无限接近，达到允许并车的范围内，由PLC发出合闸命令．4)船舶自动化电站的自动保护功能．①过载保护：通过在操作屏上手动增加负载，使PLC接收一定的数据作出判断，并执行相应的卸载操作．②发电机外部短路保护：由并机模块来控制，当发电机电流为额定电流的5～10倍，瞬时动作，跳闸．③欠压保护：由并机模块控制．当电压低于额定电压的70%～80%时，跳闸．④逆功率保护：由逆功率保护继电器完成．⑤定子绕组内部短路保护，对于额定功率大于1000kW的发电机组，当发电机运行主开关未合闸时，发电机电流＞130%额定电流，则发电机自动消磁保护．5)船舶自动化电站的自动检测报警功能．①实时动态显示，柴油机的各项数据以及电路中的各项参数．②所有测量数据能自动记录，同时报警和消警信息也能自动记录．③报警通过“光”显示．④启动和停止的时候会带来参数的偏离，防止误报警．2船舶电站自动化控制系统的设计船舶电站自动化控制系统的设计，如图2所示．船舶自动化电站硬件系统：主要由触摸屏、PLC、变频器、岸电屏、并车屏、系统屏机组控制柜、电量变送器及同步发电机组构成．其中触摸屏、PLC、变频器为控制系统核心设备．通过操作触摸屏可对电站各项数据进行监控和各项功能的控制．监控界面通过实时动画、状态显示开关及数字和模拟表头显示，跟踪显示船舶电站的运行状态，利用其功能按键可以完成对电站设备的操作．发电机组设有机旁控制和远程控制功能．配有1台电脑，可实时监控整个系统的运行状态与数据的记录．系统设计基于Profibus－DP总线结构、传感器以及一些智能仪表采集现场的工作信号，这些工作信号经过信号变换处理后，送入PLC的信号处理模块．PLC再根据这些参数反映出的现场的工作状况进行控制．通过Profibus－DP总线，PLC的CPU模块可以周期性地自动交换FO模块的数据(过程映像数据交换)．而Profibus－DP总线又可与工业控制计算机相连，进行数据通信．这样工控机的操作指令就可以通过Profibus－DP总线下发给PLC，实现对现场设备的过程控制．而工控机作为操作控制级计算机，又可以协调与管理级计算机之间的通信，配合完成全船的综合监控．1)调试界面．触摸屏人机界面可以作为船舶自动化电站调试界面，显示电站运行的实时参数以及重要数据，可以作为系统调试时的重要依据．2)监控管理．监控管理可分为自动、手动与遥控3种方式：自动模式为PLC控制器根据船舶电站运行情况，自动控制和管理船舶电站的各个设备;手动模式为人工通过控制屏实现对电站的功能控制;遥控模式为操作人员通过船舶自动化电站人机界面远程遥控电站的设备运行．3)数据收集．系统通过各种传感器、互感器以及继电器等设备将船舶电站的各种数据、状态信息采集起来，传送给EDA 和PLC，并由各个仪表和人机界面显示出来．监控软件将数据存储起来，并传送给PC机．4)网络通讯．本系统采用Modbus通讯协议，通过网络通讯设备与PC上位机相连，将船舶自动化电站的数据及状态信息采集、传输、存储和处理，使数据资源在网内共享，便于实现系统的集散控制．5)信号通讯．设备通讯除上述采用以太网通讯以外，PLC与EDA主要以硬件接线和ＲS485通讯方式进行信息的相互传递．3结论船舶电站综合控制系统的设计。

船舶电力负荷计算方法及电算处理

课程名称：船舶电站自动控制系统与管理学生名称：学生班级：学生学号：任课教师：尚前明课程成绩:完成时间：2014 年 6 月28 日船舶电力负荷计算方法及电算处理【摘要】船舶电站是船舶动力的主要提供者，是船舶电力系统的核心，船舶电站对保证船舶航行的安全性、经济性具有重要的意义。

根据船舶负荷的供电要求准确的设计电站的容量将直接影响到船舶运行的经济指标。

船舶电站容量过大，电站长期处在低负荷运行的状态下，导致运行效率降低，同时与之相配的电器设备也会因为大容量的需求而增加了成本，造成了资金的浪费。

船舶电站容量不等于全船所有用电设备的标称电功率的总和，也不等于船舶某一运行工况下所有用电设备标称电功率的总和。

在船舶电站设计中，要确定船舶电站的总容量和发电机组的数量及单机功率，首先就要计算出船舶在各种运行工况下电力负荷所需总功率。

根据计算所得的总功率，再考虑总的同时使用系数、网络损失和储备容量等因素，才能确定电站发电机组的功率和数量。

因此，正确的电力负荷计算，合理的电站配置，显得愈为重要。

【关键字】运行工况负荷系数三类负荷法需要系数法Ship power load calculation methods and its computer processingAbstract：Ship power station is the main provider of Marine power, is the core of electric power system of ship. Ship power station has the vital significance of the safety of navigation and economy of ships. According to the requirements of the accurate design of the power plant capacity will directly affect the operation of economic indicators of the ship. Ship power plant capacity is too large, power plants are in a state of low load operation for a long time, results in the decrease of operation efficiency, at the same time because of the large capacity requirements for electrical equipment the cost increases, causing a waste of money.Ship power station capacity ranging from all over the ship the sum of all the nominal power of electrical equipment, and also is not equal to ship a the sum of all the nominal electric power electrical equipment running condition. In ship power station design, in order to determine the total capacity of the ship power station and power of generating units and the number of single generating unit, calculating power load under various operating conditions is needed. The calculation of the total power, considering the simultaneity usage coefficient , factors such as network loss and reserve capacity at the same time, is to determine the power and quantity of the generating unit. Therefore, the correct power load calculation, reasonable power plant configuration is more important.Keywords：operating conditions；load coefficient；three kinds of load method；demand coefficient method一 .船舶的运行工况由于船上各用电设备的工作情况与船舶的运行状态有关，不论用什么方法计算，电站容量都是按照船舶不同的工况分别进行的。

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