目前,我国对石油消费的需求越来越大,已经跃居世界第二并且对石油的需求呈现逐年增长的趋势。因此,海洋油气的开发显得尤为重要。最近几年,海洋油气的开发已经逐渐从浅海向深海发展。而钻井船具有一些其他钻井平台没有的优点,如自航能力强,机动性好等。钻井船的一些独特优点使它成为海洋油气开发的主要设备。为了提高钻井船的稳定性,安全性,经济性,功率管理系统的研究显得十分重要。本文以3000米作业水深钻井船功率管理系统作为研究课题,为了实现功率管理系统的断电预防和燃料消耗最小这两个主要功能,把大功率负载作为研究对象,对柴油发电机组进行转速控制与负载分配。论文主要工作如下:(1)整理并归纳了功率管理系统的组成与功能,并进一步对深水钻井船功率管理系统的主要功能进行了研究、设计以及对钻井船电力系统进行了研究、设计。(2)对螺旋桨负载进行了分析与研究。先对螺旋桨建模分析,并对螺旋桨的典型工况进行Matlab/Simulink仿真研究,再从螺旋桨的功率特性进行计算分析,提出了基于加速度的推进器负载限制控制方法。然后给出了钻进船功率监控系统的结构框图和推进器的监控信号结构框图。最后,通过实验得到钻井船在7种不同工况下的负载变化特性曲线图,从而为PMS对发电机组在不同工况下做出相应的策略奠定基础。(3)对柴油发电机组的调速系统进行优化控制并对发电机组进行负荷分配。先对柴油发电机组的调速系统建立仿真模型,然后在Matlab/Simulink仿真中,对PID、积分分离PID、基于干扰观测器的PID这三种控制方法进行了比较,并通过Matlab/Simulink仿真结果说明了当采用基于干扰观测器的PID控制方法时,超调量得到明显的减小,转速控制效果得到了很大的改善。另一方面对发电机组启停与负载分配进行计算推导仿真并对发电机组的在线可用功率进行计算。(4)对电网断电故障的原因进行分析,然后对电网断电时发电机组应对策略分析,再从减负载方法的探讨来确定快速卸载方法,最后给出了电力系统的停电预防功能控制结构图。