一种基于电能质量的电力推进状态评估系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，评估系统内采用统一的软件平台；评估系统包括船端现场层、船端应用层和岸基应用层，船端现场层包括船端设备、智能信息IO站、电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统和监测报警系统；船端设备连接有传感器，每个传感器均与智能信息IO站连接，智能信息IO站通过网线与交换机与电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统连接组成POWERLINK实时数据网络；船端应用层包括由健康管理系统服务器、船舶计算机和船岸通讯系统组成的船舶局域网系统；健康管理系统服务器与POWERLINK实时数据网络相连；岸基应用层包括岸基服务器和岸基用户端。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电能质量的电力推进状态评估系统
本专利技术属于船舶的电力推进评估领域，特别是涉及一种基于电能质量的电力推进状态评估系统。
技术介绍
目前的一些海上运输船的电能运行质量有时无法实现有效采集和监测，且电能质量的监测指标包括的电气量测量、特征参数的分析计算（包括电压偏差、电压跌落、瞬态电压偏差、电压波动的相对值、线电压不平衡度、频率偏差、瞬态频率偏差、瞬态频率恢复时间、频率周期性变化、电流不平衡度等）、谐波分析（包括单次谐波电流、总谐波电流、单次谐波电压、总谐波电压）、报警及事件管理、历时数据记录、查询显示功能等多个指标。目前还没有相应的系统或设备对运输船中各设备的电力推进状况做健康状态评估，且没有相应的直观显示功能，不能显示主要设备的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率，并无法通过明显的标识符号显示设备的运行、待机、故障、闭合、断开等运行工况。也缺少报警及事件管理装置，无法根据触发条件报警自动触发，并记录故障发生前指定周期和故障发生后指定周期的波形。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于电能质量的电力推进状态评估系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，评估系统内采用统一的软件平台；评估系统包括船端现场层、船端应用层和岸基应用层，所述船端现场层包括船端设备、智能信息IO站、电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统和监测报警系统；所述船端设备连接有传感器，每个传感器均与智能信息IO站连接，所述智能信息IO站通过网线与交换机与电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统连接组成POWERLINK实时数据网络；所述船端应用层包括由健康管理系统服务器、船舶计算机和船岸通讯系统组成的船舶局域网系统；所述健康管理系统服务器与POWERLINK实时数据网络相连；所述岸基应用层包括岸基服务器和岸基用户端；所述岸基服务器与船岸通讯系统通过卫星或移动通信技术连接；所述健康管理系统服务器和岸基服务器内均设有实时数据库和历史数据库；所述船端现场层通过电能信息采集系统、智能信息IO站和传感器对船端设备的电力推进信号进行实时采集，并通过POWERLINK实时数据网络传输至能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统和健康管理系统服务器；所述船端应用层用于对收集到的电力推进信号进行检测并进行状态评估；并将收到的电力推进信号传输至岸基应用层进行最终的评估。进一步的，所述船端设备包括推进系统、泵组、风机、配电板、柴油发电机组；所述推进系统包括推进变频器、推进变压器和推进电机。进一步的，所述电能信息采集系统内设置有电压电流采集模块，电压电流信号缓存模块和信号分析模块，信号分析模块能够完成有效值频率功率计算、谐波分析、三相不平衡分析、电压波动闪变分析和暂态分析。进一步的，所述岸基用户端包括普通用户访问端与专业工程人员端；所述岸基服务器包括普通实体服务器与云服务器。进一步的，所述软件平台的功能包括对在线供电系统和船端设备中电气量的测量、特征参数的分析计算、谐波分析、报警及事件管理、历时数据记录和查询显示功能；所述特征参数的分析计算包括电压偏差、电压跌落、瞬态电压偏差、电压波动的相对值、线电压不平衡度、频率偏差、瞬态频率偏差、瞬态频率恢复时间、频率周期性变化和电流不平衡度；谐波分析包括对单次谐波电流、总谐波电流、单次谐波电压、总谐波电压分析计算。进一步的，报警及事件管理能够根据触发条件报警自动触发，并记录故障发生前指定周期和故障发生后指定周期的波形，触发条件由用户设定；所有实时采样数据、顺序事件记录均可保存到历史数据库，在船舶计算机及其岸基用户端内的图形用户界面能够自定义需要查询的参数、查询的时间段或选择查询最近更新的记录数，显示并绘制成曲线图。软件平台的查询显示功能能够直观显示综合电力系统的网络拓扑，显示设备的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率，并用明显的标识符号显示设备的运行、待机、故障、闭合、断开运行工况；当发生故障事件记录时，显示报警提示，并能够切换至事件记录页面查看事件过程。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：1.本专利技术采用实时通讯技术从船只已有的能量管理、推进控制、监测报警系统等系统获得已有的运行数据，充分利用现有信息资源。同时，对发电机、配电板、主推进电机等重要设备新增相应的传感器，通过高性能智能信息IO站实时告诉采集运行数据，与已有数据融合，支撑大数据分析功能。2.本专利技术的系统内可以采用统一的软件平台，组织统一的数据库资源和计算资源，应用软件开发相应功能模块，嵌入式运行于各服务器，在船端任何位置的联网计算机通过浏览器均可实现对健康管理系统软件应用的调用。3.本专利技术系统具备极大的扩展性，当船舶需进行其他智能系统改造升级时，新的数据可接入本数据平台，新的智能化应用也可运行于本平台，而无需再增加新的网络设备和数据库等硬件。4.岸基及全船采用统一软件平台，该数据平台具有全面的开发性，满足全面的科研开发的需求，可提供的工具与接口包括：支持C、Python高级语言，实现复杂算法的开发。自带实时、历史数据库，支持SQL语言对数据库的访问。支持MQTT、OPCUA等协议，方便与MES、SAP、云系统的连接。附图说明图1是本专利技术的系统组成结构示意图。图2是本专利技术系统的工作流程示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1和图2所示，本专利技术一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，包括船端现场层、船端应用层和岸基应用层，船端现场层包括船端设备、智能信息IO站、电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统和监测报警系统；船端设备连接有传感器，每个传感器均与智能信息IO站连接，所述智能信息IO站通过网线与交换机与电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统连接组成POWERLINK实时数据网络；船端应用层包括由健康管理系统服务器、船舶计算机和船岸通讯系统组成的船舶局域网系统；所述健康管理系统服务器与POWERLINK实时数据网络相连；岸基应用层包括岸基服务器和岸基用户端；所述岸基服务器与船岸通讯系统通过卫星或移动通信技术连接；健康管理系统服务器和岸基服务器内均设有实时数据库和历史数据库；其中实时数据库采用APROL实时数据库，毫秒级的数据刷新周期可以支撑系统智能化应用对数据实时性的要求。船端现场层通过电能信息采集系统、智能信息IO站和传感器对船端设备的电力推进信号进行实时采集，并通过POWERLINK实时数据网络传输至能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统和健康管理系统服务器；船端应用层用于对收集到的电力推进信号进行检测并进行状态评估并做出初始决策及维护等；并将收到的电力推进信号传输至岸基应用层进行最终的评估。...

【技术保护点】
1.一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，其特征在于，评估系统内采用统一的软件平台；评估系统包括船端现场层、船端应用层和岸基应用层，所述船端现场层包括船端设备、智能信息IO站、电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统和监测报警系统；所述船端设备连接有传感器，每个传感器均与智能信息IO站连接，所述智能信息IO站通过网线及交换机与电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统连接组成POWERLINK实时数据网络；/n所述船端应用层包括由健康管理系统服务器、船舶计算机和船岸通讯系统组成的船舶局域网系统；所述健康管理系统服务器与POWERLINK实时数据网络相连；/n所述岸基应用层包括岸基服务器和岸基用户端；所述岸基服务器与船岸通讯系统通过卫星或移动通信技术连接；/n所述健康管理系统服务器和岸基服务器内均设有实时数据库和历史数据库；/n所述船端现场层通过电能信息采集系统、智能信息IO站和传感器对船端设备的电力推进信号进行实时采集，并通过POWERLINK实时数据网络传输至能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统和健康管理系统服务器；所述船端应用层用于对收集到的电力推进信号进行检测并进行状态评估；并将收到的电力推进信号传输至岸基应用层进行最终的评估。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，其特征在于，评估系统内采用统一的软件平台；评估系统包括船端现场层、船端应用层和岸基应用层，所述船端现场层包括船端设备、智能信息IO站、电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统和监测报警系统；所述船端设备连接有传感器，每个传感器均与智能信息IO站连接，所述智能信息IO站通过网线及交换机与电能信息采集系统、能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统连接组成POWERLINK实时数据网络；
所述船端应用层包括由健康管理系统服务器、船舶计算机和船岸通讯系统组成的船舶局域网系统；所述健康管理系统服务器与POWERLINK实时数据网络相连；
所述岸基应用层包括岸基服务器和岸基用户端；所述岸基服务器与船岸通讯系统通过卫星或移动通信技术连接；
所述健康管理系统服务器和岸基服务器内均设有实时数据库和历史数据库；
所述船端现场层通过电能信息采集系统、智能信息IO站和传感器对船端设备的电力推进信号进行实时采集，并通过POWERLINK实时数据网络传输至能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统和健康管理系统服务器；所述船端应用层用于对收集到的电力推进信号进行检测并进行状态评估；并将收到的电力推进信号传输至岸基应用层进行最终的评估。


2.根据权利要求1所述一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，其特征在于，所述船端设备包括推进系统、泵组、风机、配电板、柴油发电机组；所述推进系统包括推进变频器、推进变压器和推进电机。


3.根据权利要求1所述一种基于电能质量的电力推进状态评估系统，其特征在于，所述电能信息采集系统内设置有电压电流采集模块，电压电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，王炳轩，韩宇，鄂新忠，郝武，张华，时永军，王跃东，李广全，杨静，
申请(专利权)人：天津中海油能源发展油田设施管理有限公司，中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司，
类型：发明
国别省市：天津;12