一种用于超大型船舶电站的控制层级管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及船舶的供电系统，具体涉及一种用于船舶电力系统的电网监测管理方 法。
【背景技术】
[0002] 但是随着船舶的大型化发展，船舶上电站的个数越来越多、发电机组数量也越来 越多。现有船舶电站监控技术已经不能满足该供电系统管理的需求。
[0003]常规舰艇电站监控系统设计中，基于单电站或两电站控制需求，多设计为单或双 控制核心的集散式结构，即本电站主控制器只针对本电站设备具有控制功能，不能实现跨 电站的控制管理，这样的控制体系只能实现双电站的冗余，针对控制主机的冗余无法实现。
[0004]针对超大型船舶供电系统中组合灵活多样的电站拓扑结构，供电区域管理超出了 电站管理的范畴，传统设计方法已不能有效适用。
【发明内容】
[0005]本发明主要针对超大型船舶供电系统的电站监控技术，实现可变电网结构的多电 站、多机组的船舶电站可靠监测与控制，要解决的技术问题为：为具有多机组、多电站、多供 电区域的超大型船舶的供电系统提供合理调度与管理，实现比常规电站监控系统更高的可 靠性指标。
[0006]具体而言，本发明提供了一种用于船舶电站的管理方法，其中，所述船舶电站中具 有多个电站，每个电站具有一个或多个机组，其特征在于，所述管理方法包括：
[0007]为每个机组配置一台机组控制器，为每个电站配置一台区域控制器，每个电站的 区域控制器用于控制该电站的一个或多个机组及相应机组控制器；
[0008]为每台区域管理器预设一优先级，并且各台区域管理器中的优先级彼此不同；
[0009]电站工作时，对于两个或两个以上的电站并联的结构，使所并联的电站及相应机 组组成一个供电梯队，使该供电梯队中具有最高优先级的区域管理器成为区域主控制器， 其余的区域控制器成为区域从控制器，对于未与任何其他电站并联的电站，则该电站及相 应机组自己组成一个供电梯队，该电站的区域管理器作为该梯队的区域主控制器；
[0010] 对于所有工作中的梯队，使各梯队中具有最高优先级的区域主控制器作为最高主 管理器，用于控制所有供电梯队。
[0011] 进一步地，所述船舶电站中具有六个电站，所述控制器管理方法将所述六个电站 分成两个供电梯队，在第一供电梯队中包括第一、二、三电站，并且将1#、2#、3#区域管理器 通过CAN现场总线与上层网络通讯；第二梯队中包括第四、五、六电站，并且将4#、5#、6#区 域管理器通过CAN现场总线与上层网络通讯。
[0012] 进一步地，所述控制器管理方法还包括识别接入电网中的电气设备的拓扑结构。
[0013]柘朴识别的步骤包括:
[0014]a.获取当前电网中的各种电气设备的基本参数和状态参数信息；b.将第一类电 气设备作为拓扑图形中的节点，将第二类电气设备作为拓扑图形中的支路；C.根据作为节 点的电气设备的类型，对所述节点进行分类和编号，建立相应的节点模型，其中，将所述节 点分为两类，第一类是在网状态保持的电气设备，称为不变节点，第二类是在网状态可以改 变的电气设备，称为可变节点，所述不变节点至少包括发电机组、负载、电缆的交叉点；所 述可变节点至少包括断路器；
[0015] d.将连接各"节点"之间的电缆和变压器作为拓扑图形中的"支路"形成拓扑结 构；
[0016] e.从拓扑结构中选择发生变化且未被访问过的节点作为初始出发点，并将其标 记为已访问过的节点，沿着该节点相连接的支路搜索下一个与该支路连接的节点，当搜索 到达该连通区域的末端节点，或查询不到与该节点相连且未被访问的支路时，逐级返回该 末端节点的父节点，并以该父节点为起始节点重复上述搜索过程，直到所有节点都搜索一 次；
[0017] 基于每一次搜索的结果更新拓扑结构。
[0018]另一方面，本发明还提供了一种用于船舶电站的监控系统，包括：若干管理系统， 其中所述船舶电站中包含多个独立的电站，为每个电站配置一套管理系统，其特征在于，每 个管理系统由一台区域管理器和三台机组控制器组成，每个机组控制器控制一台发电机 组，所述监控系统中的多个区域管理器中的每一个具有预设的优先级，并且当两个或两个 以上的电站并联时所并联的电站组成一个供电梯队，该供电梯队中具有最高优先级的区域 管理器成为区域主控制器，其余的区域控制器成为从控制器，而未与任何其他电站并联的 电站组成一个梯队，该电站的区域控制器作为该梯队的区域主控制器。
[0019] 进一步地，所述梯队中具有最高优先级的区域管理器，用作最高主管理器，用于控 制所有供电梯队。
[0020] 进一步地，所述区域管理器包括中央控制主机、智能I/O单元、外围信号处理单 元、显示操作单元、电源模块。
[0021] 进一步地，所述方法还包括自动增减机的步骤，其包括：
[0022] 所述船舶电站包括多个电站，每个电站包含一个或多个供电机组，每个电站具有 一个控制管理器，所述方法还包括在识别出船舶电站的拓扑之后进行自动增减机的步骤， 其包括：
[0023] 步骤1 :确定任意两个电站之间所流经的电流；
[0024] 步骤2 :确定任意两个机组之间所流经的电流；
[0025] 步骤：3 :确定当前负载的总功率；
[0026]步骤4 :判断当前负载的总功率是否超过peX(nXO. 9-1)，其中，n为当前系统中 所接入的机组总数，pe为单个机组的额定功率；
[0027]步骤5 :如果当前负载的总功率超过peX(nXO. 9-1)，则启动功率增机；
[0028] 步骤6 :基于步骤5的判断，启动功率增机，所述功率增机步骤包括：
[0029] 步骤6-1 :判断当前电站是否为独立运行，；
[0030] 步骤6-2 :如果当前电站独立运行，则进行电站内增机；
[0031] 步骤6-3 :如果当前电站非独立运行，判断当前电站是否在所述供电监控系统中 具有最尚权限；
[0032] 步骤6-4:判断当前电站在与其并联的各电站中是否具有最高权限，如果当前电 站不具有最高权限则向具有最高权限的电站发出增机请求，如果当前电站具有最高权限则 确定需增机电站；
[0033] 步骤6-5 :根据需增机电站进行电站内增机决策，并且根据决策结果发出相应增 机标志，并且根据增机结果判断应增机组是位于当前电站还是位于其他电站；
[0034] 步骤6-6 :如果应增机组位于当前电站，则当前电站直接向应增机组发出启动命 令，如果应增机组位于其他电站，则当前电站通过网络向需增机的电站的控制器发出增机 命令；
[0035]步骤7 :判断当前负载的总功率是否低于peX(nXO. 9-1. 3)，如果当前负载的总 功率低于peX(nXO. 9-1. 3)，则启动功率减机；
[0036] 步骤8 :基于步骤7的判断，启动功率减机，所述功率减机步骤包括：
[0037] 步骤8-1 :判断当前电站是否为独立运行，；
[0038] 步骤8-2 :如果当前电站独立运行，则进行电站内减机；
[0039] 步骤8-3 :如果当前电站非独立运行，判断当前电站是否在所述供电监控系统中 具有最尚权限；
[0040] 步骤8-4:判断当前电站在与其并联的各电站中是否具有最高权限，如果当前电 站不具有最高权限则向具有最高权限的电站的控制器发出减机请求，如果当前电站具有最 尚权限则进行并联电站减机决策，并基于减机决策确定需增机电站；
[0041] 步骤8-5 :根据需减机电站进行电站内增机决策，并且根据决策结果发出相应减 机标志，并且根据减机结果判断应减机组是位于当前电站还是位于其他电站；
[0042] 步骤8-6 :如果应减机组位于当前电站，则当前电站直接向应减机组发出启动命 令，如果应减机组位于其他电站，则当前电站通过网络向需减机的电站的控制器发出减机 命令。
[0043] 本发明技术方案带来的有益效果
[0044] 本发明的管理方法，首次提出并突破了分布式多级控制体系架构设计、多控制器 权限管理与冗余设计替代设计等关键技术，实现了基于复杂供电网络的多机组、多电站、多 供电区域的电能合理调度与管理，具备比常规电站监控系统更高的可靠性指标。
[0045] 本发明的管理方法，能够随时根据使用中的电站和机组的情况下，以及相应负载 的情况，来配置主控制器，实现电网的灵活控制，不会因某一台区域控制器损坏、或停机而 导致控制失灵。
【附图说明】
[0046] 图1为本发明的管理方法应用于的监控系统的网络结构简图；
[0047] 图2为所采用的AMC-1/DSC-1/TSC-1可靠性功能框图；
[0048] 图3为本发明的监控系统的可靠性功能框图；
[0049] 图4为常规电站监控系统的可靠性功能框图；
[0050] 图5为单电站监控系统的可靠性功能框图。
【具体实施方式】
[0051] 在下述实施例中，如无特殊说明，所提及的各个部件均为常规设备。
[0052] 如图1所示，在一种实现方式中，本发明的管理方法用于大型船舶的供电监测