海上平台PMS系统介绍与维护

李茫 何新雨

摘 要：PMS系统全称Power Management System，叫做能源管理系统。主要用于发电机管理和控制，包含电压和频率调节、输配电有功功率和无功功率的调度、用电管理和控制。可以监视和控制发电机、断路器，管理电网余量、优先脱扣、电动机回路启动等，实现负载分级卸载功能，同时还能记录电站运行数据及生成相应报表。在海上平台电站管理信息化、智能化方面提供很大帮助。

关键词：PMS系统;发电机;电压频率调节;管理电网余量;信息化;智能化

1PMS系统发展背景

文昌9-2/9-3海上中心平台配置有两台由美国索拉（SOLAR）公司生产的金牛座（TAURUS）60 型双燃料燃气轮机驱动的主发电机组和一台美国通用（GE）公司生产的瓦克夏（WAUKESHA）16V275GL+燃气往复式内燃机发电机组作为本油田的主电站。

透平的控制系统为Turbotronic 4 ，不同于燃气往复式内燃机发电机的8900B控制系统。相同机组或不同机组并网过程中，需要协调电压、相位、频率、有功功率、无功功率之间的关系。而PMS主要用于发电机管理和控制，从而实现电站电网稳定运行。

2 PMS系统介绍

2.1PMS系统网络架构图

PMS系统主要由一套上位系统，一套PMS主控制站，5个远程I/O控制站构成。PMS主干网络是冗余的光纤环网。PMS光纤环网里面涵盖如下几个节点：PMS主站、REMOTE I/O UNIT1子站（低压正常I段CEP-LOV-001LA）、REMOTE I/O UNIT2子站（低压正常II段CEP-LOV-001LB&LC）、REMOTE I/O UNIT3子站（低压400V 应急段CEP-ELV-001）、REMOTE I/O UNIT4子站（低压400V II段LQ-LOV-001）、REMOTE I/O UNIT5子站（低压400V II段LQ-ELV-001）。

2.2PMS系统对发电机的连接与控制

PMS与SOLAR的PLC之间的接口，由于两家控制器均采用AB ControlLogix系列的产品，因此通过MSG指令的方式进行数据的采集交换，通讯接口为以太网。有功和无功的控制采用硬线的方式，利用SOLAR、 PLC现有的DI输入模块上加点。PMS投入后，将对电压、相位、频率进行控制，实现方法是将继电器触点信号并入相对应的控制程序，从而实现并网操作。 PMS会自动根据各机组的出力情况自动调节，实现和发电机HMI手动调节同样的效果，来达到负荷分配和有功无功调节等功能。对于单台发电机组，PMS能从中读取并实时监视机组运行参数如：三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、转速等。

3PMS系统上位机操作介绍

3.1单线图

单线图中包括主要的联网设备，如主变压器、发电机组等，并且可以点击相应设备查看具体数据及进行相关操作。

单线图中VCB101-104只有状态监视信号，VCU开关柜只有远程分闸功能，有状态信号，VCB105/105S/109有远程分合闸功能有状态信号，其它VCB开关柜只有远程分闸功能，有工作位置信号的断路器闸刀标志的绿色为实验位置，红色的为工作位置。无工作位置信号的闸刀标志的合闸为红色，分閘为绿色。画面中，当母线有电后母线颜色6.3KV变为红色，0.4KV、0.23KV变成黄色 。

3.2系统图

系统图中各类模块正常状态为绿色，故障状态为红色，CPU运行状态为红色掉线后保持红色状态。交换机正常状态为绿色，交换机上如有其它设备插拔后状态为红色不影响交换机的正常使用。

3.3调度管理

当机组处于运行、PMS投入、机组处于DROOP模式、PMS与机组通讯状态正常、机组出线开关柜处于合闸状态时，PMS可对机组进行调节。

平台内有功平衡与无功平衡按钮被使能时，只对透平机组可进行有功、无功的等比列调节，不能对往复式发电机进行调节。

在“调度管理画面”将平台内有功平衡以及平台内无功平衡按钮点击到使能状态，有功平衡调节死区功率为80kW，无功平衡调节死区为50kvar，PMS调节机组有功/无功等比例输出时各机组差值在死区范围内PMS则不会对机组进行调速调压输出。

4 PMS系统常见问题介绍

4.1常见故障及报警

下面列举一些PMS系统常见问题及报警。

1、开关柜的状态报警

解决思路：综保故障以及综保动作报警检查开关柜，其它报警均为正常报警。

2、变压器超温报警

解决思路：检查变压器是否超温，进行减载或停运。

3、Modbus通讯设备的参数不正确

解决思路：检查仪表是否更换后设备地址没有恢复、设备掉电、通讯是否中断。

4、与CCR通讯中断报警

解决思路：观察是否长时间存在通讯中断报警，如是检查线路或中控模块和PMS系统模块。

5、点击客户端不能进入系统进行监控

解决思路：重新导入工程并建立连接。

6、客户端连接不上下位机

解决思路：电脑重启，如果还是不行，重新建立上位机连接。

4.2日常维护

1、对控制柜的日常维护检查。检查内容如下：检查电缆和接头;整套设备真空除尘，防止过热;检查控制柜的清洁状况;检查不同设备的状态和标签;检查指示灯和按钮;检查指示灯和按钮是否松动;检查指示灯和按钮的背部触点是否松动;检查端子接线是否牢固;检查保险端子熔断丝状态。

控制柜绝缘试验：在正常试验气侯条件下，柜中非电气连接的两个独立电路之间及带电回路与操作盒之间的绝缘电阻值不小于5MΩ。在湿热条件下（温度40±2℃，相对湿度90%，大气压力86-106kPa），上述回路间的绝缘电阻值不小于1MΩ。

2、对PLC模块的日常维护检查。当PLC持续工作时，CPU的电池必须每三年更换一次。当中央单元有一半时间是不工作时，电池必须每年更换。当警告灯“BATT”亮时，就意味着CPU电池的电量不足，如无内存卡，5天后，CPU储存的数据将会全部丢失。检查内容如下：检查所有连接;检查所有I/O板卡、通讯模板和远程I/O工作及指示灯状态;定期维护（大修期间）;用风筒吹电源;检查卡的清洁状况，如有必要，用刷子清洁;检查线架底部是否干净;检查不同卡的接头和电缆（线架内，线架外）;检查电缆芯的状态;检查卡、螺栓、接头是否松动。

5 总结

不同类型发电机组的调速特性有一定的差异，即使是同类型发电机组的机械特性在长期运行后也会有一定的差异，这对负荷冲击的吸收和输出分布都有一定的影响，需要PMS实时校正。PMS系统具有对发电机和断路器的监视和控制、对电网余量的管理、优先脱扣的管理、电动机回路启动管理、负载分级卸载、数据及报表工具等功能，是我们电站电网管理中重要一环，保证电网的平稳安全运行。

参考文献

[1]陈国恩.电网故障诊断方法及其系统架构的研究[J].电气技术，2018，19（1）：64-67

[2]黎嘉明， 郑雪阳， 艾小猛， 文劲宇， 孙树敏， 李广磊，独立海岛微网分布式电源容量优化设计[J].电气技术，2016，31（10）： 176-184.（电力系统）

作者简介：

李茫（1982年），男，汉族，陕西泾阳，本科，工程师，中海石油（中国）有限公司湛江分公司，维修监督。

何新雨（1996年），男，汉族，陕西泾阳，本科，助理工程师，中海石油（中国）有限公司湛江分公司，动力中级。