DEIF PSM-1 是丹麦DEIF集团推出的一款功能强大的综合电源管理系统控制器,专为船舶、海上平台及工业领域的多发电机组电站和复杂配电网络设计。它集发电机控制、并车同步、负载分配、母线监控及电网交互管理于一体,是保障电力系统安全、稳定、高效运行的“智慧大脑”。
应用场景:
在一艘现代化的液化天然气(LNG)运输船上,三台大功率柴油发电机组作为全船的动力核心。航行、装卸货、压载等不同工况下,电力需求从几兆瓦到数十兆瓦剧烈波动。过去,依赖分散的继电器和模拟调速器,并车过程粗糙,负载分配不均,常导致个别机组过载而跳闸,引发全船失电风险。轮机员需时刻守在集控室手动干预。现在,三台发电机均受控于一套以DEIF PSM-1为核心的电站管理系统(PMS)。当船舶从低速航行转入靠港装卸货模式,电力需求骤增时,PSM-1自动监测到母线负荷超过运行机组的85%,立即向备用机组发出启动指令。在新机组启动后,PSM-1精准计算频率、电压和相位差,在毫秒级窗口内发出并车合闸命令,实现“无冲击”并网。随后,它通过高速数字通信(如CAN总线)持续、精确地调节各台发电机的调速器和AVR(自动电压调节器),实现千瓦级的精确负载分配,确保所有机组运行在最经济的负载点,并能在负载突降时平稳解列机组。在这里,PSM-1的价值在于 “化繁为简,从手动操作到全自动智能调度” ,实现了电站的自主、稳定与经济运行。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | PSM-1 |
制造商 | DEIF A/S (丹麦) |
产品类别 | 综合电源管理系统控制器 |
控制对象 | 柴油/燃气发电机组(最多16台)、母线、重要负载 |
核心功能 | 发电机自动启停、自动同步并车、有功/无功负载分配、频率/电压下垂控制、母线联锁、岸电并网 |
同步精度 | 电压差 < 2%,频率差 < 0.05 Hz,相位差 < 5° |
负载分配精度 | 有功功率分配不平衡度 < ±2.5% 额定功率;无功功率分配 < ±5% 额定功率 |
通信接口 | 多路CAN总线 (J1939, NMEA 2000)、Modbus RTU (RS-485)、以太网 (TCP/IP)、可选Profibus DP等 |
输入/输出 | 丰富的数字量输入/输出 (DI/DO)、模拟量输入/输出 (AI/AO)、用于连接传感器和执行机构 |
显示与操作 | 高分辨率彩色触摸屏,提供全图形化电站概览、趋势曲线、报警列表和参数设置界面 |
环境耐受 | 符合船用标准,宽温宽压设计,高抗振、抗电磁干扰能力 |
认证 | 主要船级社认证(如DNV, ABS, LR, BV等)及工业领域认证 |
技术原理与创新价值:
创新点1:一体化集成平台,终结“控制孤岛”。
传统电站管理需要独立的同步器、负载分配器、保护继电器和PLC进行繁琐的集成。PSM-1将这些功能全部集成在一个硬件平台和一套软件逻辑中。它通过高速内部总线处理来自发电机、母线开关、负载传感器的所有数据,并直接输出对调速器、AVR、断路器的控制信号。这种高度集成消除了设备间兼容性问题,大幅简化了系统设计、布线和调试,提高了整体可靠性。
创新点2:自适应与预测性控制算法。
PSM-1的核心在于其先进的控制算法。它不仅实现基础的PID调节,更具备自适应能力。例如,在并车过程中,它能动态预测待并机组与母线的频率、相位变化趋势,智能选择最佳合闸点,实现真正平滑的同步。在负载分配中,它能根据各台发电机的实时性能和燃油消耗曲线,动态优化负载分配策略,而非简单的平均分配,从而在满足电网需求的前提下,追求整体燃油效率最优。
创新点3:开放式网络架构与远程智能运维。
PSM-1内置丰富的工业级通信接口,使其成为船舶或电站信息网络的枢纽。通过以太网,它能将电站的实时状态(每台发电机的功率、油耗、温度、报警信息)、历史趋势和事件记录无缝上传至船桥、轮机集控室,甚至是岸基的船队管理中心。工程师可以通过远程访问进行参数查看、故障诊断,甚至在某些安全限制下进行参数调整,实现了从“现场维护”到“预测性远程支持”的转变。
应用案例与行业价值:
案例:海上浮式生产储卸油装置(FPSO)电站管理系统升级。
一艘服役多年的FPSO,其原有电站控制系统老化,并车频繁失败,负载波动大,严重影响了上部生产流程的稳定性和原油外输作业的安全。改造项目采用DEIF PSM-1为核心,构建全新的全自动电站管理系统。
应用流程: 项目为FPSO上的五台主发电机组和一台应急发电机组均配备了PSM-1控制器(其中一台作为冗余热备)。系统整合了所有发电机的运行参数、主母线和应急母线的状态、以及大功率负荷(如原油外输泵、压缩机)的启停请求。工程师根据生产流程的电力需求模型,设定了复杂的优先级启动、负载切入切出和黑启动恢复逻辑。
带来的改进: 新系统投运后,并车成功率提升至100%,且过程平稳无冲击。在多台机组并联运行时,负载分配的不平衡度从原来的超过10%降至2%以内,显著降低了机械磨损和热应力。在一次因飓风导致的电网波动中,PSM-1成功执行了“快速减载”策略,优先保障了关键的生产和安全负载,避免了全站失电。其详尽的报警和事件记录,为后续的设备维护提供了精准依据。
用户评价: FPSO的电气总监表示:“PSM-1彻底改变了我们管理电站的方式。现在,系统几乎完全自主运行,我们的工程师可以从重复的手动操作中解放出来,专注于更重要的优化和预防性维护任务。它的稳定性和精准控制,为我们连续安全生产提供了最坚实的电力保障。”


相关产品组合方案:
围绕DEIF PSM-1,可以构建一套完整的动力管理与自动化解决方案:
DEIF AGC-4 发电机控制器:单机控制层设备,与PSM-1通过CAN总线无缝协作,执行具体的启停、保护、调速和调压指令。
DEIF MPC-1 多用途控制器:可用于锅炉、泵组、分油机等辅机的自动控制,其数据可通过网络集成到PSM-1的监控画面中,实现全船机电集中监控。
DEIF RES 远程监控系统:岸基软件平台,通过卫星通信接收来自船上PSM-1等设备的数据,实现船队级的性能监控、能效分析和远程技术支持。
DEIF GPC-3 电网保护控制器:用于监测主配电板母线和并网点的保护,与PSM-1协同实现更完善的电网安全策略。
DEIF Multi-Line 触摸屏显示器:作为PSM-1的本地人机界面(HMI)扩展,在集控室、驾驶台等多处提供统一的电站监控视图。
DEIF 传感器与变送器:提供高质量的速度、温度、压力、液位信号,是PSM-1实现精准控制的基础。
船舶/电站集成管理系统:上层管理系统(如船舶集成平台系统),通过Modbus TCP/IP与PSM-1通信,获取电站数据用于能效管理、航次报告等。
安装维护与全周期支持:
PSM-1控制器设计坚固,通常安装在主配电板或专用控制柜内。安装需由专业人员进行,包括电源接线、传感器信号接入、执行机构(断路器、调速器)控制线连接以及通信网络布线。配置和调试通过其自带的彩色触摸屏或专用的PC配置工具(如DEIF PC Tool)完成,过程直观。