海上平臺PMS系統介紹與維護

李茫 何新雨

摘 要：PMS系統全稱Power Management System，叫做能源管理系統。主要用于發電機管理和控制，包含電壓和頻率調節、輸配電有功功率和無功功率的調度、用電管理和控制。可以監視和控制發電機、斷路器，管理電網余量、優先脫扣、電動機回路啟動等，實現負載分級卸載功能，同時還能記錄電站運行數據及生成相應報表。在海上平臺電站管理信息化、智能化方面提供很大幫助。

關鍵詞：PMS系統;發電機;電壓頻率調節;管理電網余量;信息化;智能化

1PMS系統發展背景

文昌9-2/9-3海上中心平臺配置有兩臺由美國索拉（SOLAR）公司生產的金牛座（TAURUS）60 型雙燃料燃氣輪機驅動的主發電機組和一臺美國通用（GE）公司生產的瓦克夏（WAUKESHA）16V275GL+燃氣往復式內燃機發電機組作為本油田的主電站。

透平的控制系統為Turbotronic 4 ，不同于燃氣往復式內燃機發電機的8900B控制系統。相同機組或不同機組并網過程中，需要協調電壓、相位、頻率、有功功率、無功功率之間的關系。而PMS主要用于發電機管理和控制，從而實現電站電網穩定運行。

2 PMS系統介紹

2.1PMS系統網絡架構圖

PMS系統主要由一套上位系統，一套PMS主控制站，5個遠程I/O控制站構成。PMS主干網絡是冗余的光纖環網。PMS光纖環網里面涵蓋如下幾個節點：PMS主站、REMOTE I/O UNIT1子站（低壓正常I段CEP-LOV-001LA）、REMOTE I/O UNIT2子站（低壓正常II段CEP-LOV-001LB&LC）、REMOTE I/O UNIT3子站（低壓400V 應急段CEP-ELV-001）、REMOTE I/O UNIT4子站（低壓400V II段LQ-LOV-001）、REMOTE I/O UNIT5子站（低壓400V II段LQ-ELV-001）。

2.2PMS系統對發電機的連接與控制

PMS與SOLAR的PLC之間的接口，由于兩家控制器均采用AB ControlLogix系列的產品，因此通過MSG指令的方式進行數據的采集交換，通訊接口為以太網。有功和無功的控制采用硬線的方式，利用SOLAR、 PLC現有的DI輸入模塊上加點。PMS投入后，將對電壓、相位、頻率進行控制，實現方法是將繼電器觸點信號并入相對應的控制程序，從而實現并網操作。 PMS會自動根據各機組的出力情況自動調節，實現和發電機HMI手動調節同樣的效果，來達到負荷分配和有功無功調節等功能。對于單臺發電機組，PMS能從中讀取并實時監視機組運行參數如：三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、轉速等。

3PMS系統上位機操作介紹

3.1單線圖

單線圖中包括主要的聯網設備，如主變壓器、發電機組等，并且可以點擊相應設備查看具體數據及進行相關操作。

單線圖中VCB101-104只有狀態監視信號，VCU開關柜只有遠程分閘功能，有狀態信號，VCB105/105S/109有遠程分合閘功能有狀態信號，其它VCB開關柜只有遠程分閘功能，有工作位置信號的斷路器閘刀標志的綠色為實驗位置，紅色的為工作位置。無工作位置信號的閘刀標志的合閘為紅色，分閘為綠色。畫面中，當母線有電后母線顏色6.3KV變為紅色，0.4KV、0.23KV變成黃色 。

3.2系統圖

系統圖中各類模塊正常狀態為綠色，故障狀態為紅色，CPU運行狀態為紅色掉線后保持紅色狀態。交換機正常狀態為綠色，交換機上如有其它設備插拔后狀態為紅色不影響交換機的正常使用。

3.3調度管理

當機組處于運行、PMS投入、機組處于DROOP模式、PMS與機組通訊狀態正常、機組出線開關柜處于合閘狀態時，PMS可對機組進行調節。

平臺內有功平衡與無功平衡按鈕被使能時，只對透平機組可進行有功、無功的等比列調節，不能對往復式發電機進行調節。

在“調度管理畫面”將平臺內有功平衡以及平臺內無功平衡按鈕點擊到使能狀態，有功平衡調節死區功率為80kW，無功平衡調節死區為50kvar，PMS調節機組有功/無功等比例輸出時各機組差值在死區范圍內PMS則不會對機組進行調速調壓輸出。

4 PMS系統常見問題介紹

4.1常見故障及報警

下面列舉一些PMS系統常見問題及報警。

1、開關柜的狀態報警

解決思路：綜保故障以及綜保動作報警檢查開關柜，其它報警均為正常報警。

2、變壓器超溫報警

解決思路：檢查變壓器是否超溫，進行減載或停運。

3、Modbus通訊設備的參數不正確

解決思路：檢查儀表是否更換后設備地址沒有恢復、設備掉電、通訊是否中斷。

4、與CCR通訊中斷報警

解決思路：觀察是否長時間存在通訊中斷報警，如是檢查線路或中控模塊和PMS系統模塊。

5、點擊客戶端不能進入系統進行監控

解決思路：重新導入工程并建立連接。

6、客戶端連接不上下位機

解決思路：電腦重啟，如果還是不行，重新建立上位機連接。

4.2日常維護

1、對控制柜的日常維護檢查。檢查內容如下：檢查電纜和接頭;整套設備真空除塵，防止過熱;檢查控制柜的清潔狀況;檢查不同設備的狀態和標簽;檢查指示燈和按鈕;檢查指示燈和按鈕是否松動;檢查指示燈和按鈕的背部觸點是否松動;檢查端子接線是否牢固;檢查保險端子熔斷絲狀態。

控制柜絕緣試驗：在正常試驗氣侯條件下，柜中非電氣連接的兩個獨立電路之間及帶電回路與操作盒之間的絕緣電阻值不小于5MΩ。在濕熱條件下（溫度40±2℃，相對濕度90%，大氣壓力86-106kPa），上述回路間的絕緣電阻值不小于1MΩ。

2、對PLC模塊的日常維護檢查。當PLC持續工作時，CPU的電池必須每三年更換一次。當中央單元有一半時間是不工作時，電池必須每年更換。當警告燈“BATT”亮時，就意味著CPU電池的電量不足，如無內存卡，5天后，CPU儲存的數據將會全部丟失。檢查內容如下：檢查所有連接;檢查所有I/O板卡、通訊模板和遠程I/O工作及指示燈狀態;定期維護（大修期間）;用風筒吹電源;檢查卡的清潔狀況，如有必要，用刷子清潔;檢查線架底部是否干凈;檢查不同卡的接頭和電纜（線架內，線架外）;檢查電纜芯的狀態;檢查卡、螺栓、接頭是否松動。

5 總結

不同類型發電機組的調速特性有一定的差異，即使是同類型發電機組的機械特性在長期運行后也會有一定的差異，這對負荷沖擊的吸收和輸出分布都有一定的影響，需要PMS實時校正。PMS系統具有對發電機和斷路器的監視和控制、對電網余量的管理、優先脫扣的管理、電動機回路啟動管理、負載分級卸載、數據及報表工具等功能，是我們電站電網管理中重要一環，保證電網的平穩安全運行。

參考文獻

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[2]黎嘉明， 鄭雪陽， 艾小猛， 文勁宇， 孫樹敏， 李廣磊，獨立海島微網分布式電源容量優化設計[J].電氣技術，2016，31（10）： 176-184.（電力系統）

作者簡介：

李茫（1982年），男，漢族，陜西涇陽，本科，工程師，中海石油（中國）有限公司湛江分公司，維修監督。

何新雨（1996年），男，漢族，陜西涇陽，本科，助理工程師，中海石油（中國）有限公司湛江分公司，動力中級。