張銀生

中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司 天津 300450

作為開(kāi)發(fā)海上石油和天然氣儲(chǔ)藏的一部分，必須在每個(gè)儲(chǔ)藏中心安裝一個(gè)獨(dú)立的主要發(fā)電廠，主要發(fā)電廠為海洋平臺(tái)和海洋電力供應(yīng)電力。在操作方式上石油和天然氣儲(chǔ)藏之間的電力供應(yīng)往往是孤立的，獨(dú)立發(fā)電廠沒(méi)有連接。為了確保油田和天然氣供應(yīng)的可靠性，一般需要在平板之間建立一個(gè)類似的發(fā)電機(jī)組件。結(jié)果海上石油平臺(tái)的發(fā)展受到了電力投資成本高和未來(lái)開(kāi)采的電力供應(yīng)減少的制約。為了有效解決問(wèn)題，必須考慮功能可靠性、平衡經(jīng)濟(jì)效益和成本的必要性。在海上石油平臺(tái)建立能量供應(yīng)組，并建立電力供應(yīng)組，提升高功率多功率電源系統(tǒng)張力，有效地控制和管理電網(wǎng)[1]。

1 EMS系統(tǒng)的特點(diǎn)

系統(tǒng)特性電子郵件作為現(xiàn)代管理規(guī)劃系統(tǒng)的EMS系統(tǒng)，主要用于發(fā)電機(jī)能量分配開(kāi)發(fā)的能源管理系統(tǒng)。海洋和陸地石油平臺(tái)系統(tǒng)不僅是高度自動(dòng)化的，而且還具有更好的整合性和更有效的計(jì)算渠道。FPSO控制中心和電站管理系統(tǒng)（EMS）負(fù)責(zé)下載電氣設(shè)備和運(yùn)行工況，采集實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)和必要的視頻信息，并接受遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制中心使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換更加有效。通過(guò)保證平臺(tái)的電源的可靠性，可以簡(jiǎn)化平臺(tái)的電氣系統(tǒng)。通過(guò)單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供能量分配，從而避免在無(wú)人居住的平臺(tái)上安裝緊急發(fā)電機(jī)。UPS電源可以用作緊急電源暫時(shí)的平臺(tái)上的中繼保護(hù)配置，包括遠(yuǎn)程信息傳輸功能，用于傳輸諸如故障動(dòng)作類型、故障電流值等信息。大型電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程操作必須滿足雙重要求，確認(rèn)可通過(guò)中央控制系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視平臺(tái)上的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)[2]。

2 海上石油平臺(tái)EMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電網(wǎng)是區(qū)域發(fā)展和聯(lián)合開(kāi)發(fā)海上石油儲(chǔ)藏的基礎(chǔ)之一，為石油開(kāi)采提供了穩(wěn)定的能源流動(dòng)。E管理電網(wǎng)，電荷調(diào)節(jié)，操作，功率分配，處理“事故”等，通過(guò)EMS控制系統(tǒng)。

2.1 EMS功能

從EMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)看，首先分析了該系統(tǒng)的功能需要，而EMS具有數(shù)據(jù)采集和安全監(jiān)測(cè)、電力發(fā)電控制和控制、電壓調(diào)節(jié)和控制等主要功能。所有這些都被配置在EMS工作站，而沒(méi)有單獨(dú)的主站系統(tǒng)。首先是網(wǎng)上安全控制功能，EMS系統(tǒng)必須建立一個(gè)優(yōu)先跳躍程序并自動(dòng)執(zhí)行該程序。例如，注水增壓泵和注射泵，約占平臺(tái)總負(fù)荷的30%，并允許斷電。短的優(yōu)先路線需要更及時(shí)的時(shí)間。EMS系統(tǒng)應(yīng)采取可靠的措施，確保平臺(tái)故障周期的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)，類似于地面發(fā)電廠自動(dòng)化綜合系統(tǒng)，具有特殊的監(jiān)測(cè)功能。

2.2 EMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

EMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包括三層：信息層、控制層及間隔層,分別使用單個(gè)100m雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)滿足系統(tǒng)在線安全控制的實(shí)時(shí)要求。關(guān)于以下是對(duì)每一級(jí)的詳細(xì)分析：WZIT-EMS相關(guān)人員工作站，配備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備聯(lián)絡(luò)點(diǎn)大型石油平臺(tái)機(jī)械和操作者的工作站都是允許的?？刂茖樱含F(xiàn)場(chǎng)控制器，石油平臺(tái)的通信服務(wù)器和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以與間隔層和信息層通信，以確保安全的在線控制和發(fā)電廠的自動(dòng)化。中繼保護(hù)控制器、測(cè)量和控制平臺(tái)、35千伏線路保護(hù)控制器、主變壓器保護(hù)和控制裝置、發(fā)電機(jī)保護(hù)控制器、10 kV保護(hù)測(cè)控裝置、公用測(cè)控裝置、UPS等其他智能裝置。站控層現(xiàn)場(chǎng)控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸隔離裝置的數(shù)據(jù)，保證各分離電氣裝置的保護(hù)、測(cè)量和控制。

2.3 能量管理系統(tǒng)（EMS）的應(yīng)用

在整個(gè)電網(wǎng)中配置高自動(dòng)化EMS系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)和負(fù)壓平臺(tái)的生產(chǎn)、供電和電源設(shè)備負(fù)荷管理與平衡等，它包括EMS系統(tǒng)以及EMS系統(tǒng)各平臺(tái)站(DPPA、DPPB、WHPA)。其特點(diǎn)是功能集成度高，即網(wǎng)絡(luò)的所有監(jiān)控功能都由一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成。因此，EMS系統(tǒng)的功能應(yīng)包括SCADA/EMS、網(wǎng)上安全控制和電站自動(dòng)化。該系統(tǒng)的另一個(gè)特征是高信道速率需求、具有在線安全控制功能的EMS系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信息傳輸，需要更快和更可靠的信道。

3 海上石油平臺(tái)EMS的控制策略

3.1 有功功率的控制

在設(shè)計(jì)海洋石油平臺(tái)的EMS系統(tǒng)時(shí)，需要分析海洋石油平臺(tái)數(shù)據(jù)的操作方式，例如平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)狀況。形式命令功率，例如，獨(dú)立運(yùn)行執(zhí)行部分，同時(shí)應(yīng)保持平臺(tái)輸出單元之間的一致性，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的操作行為對(duì)最大或最小單元進(jìn)行平衡調(diào)整。

3.2 無(wú)功功率的電壓控制策略

網(wǎng)絡(luò)效率和功率控制策略是類似的，主要基于RES總線的電壓。在聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，總線內(nèi)的電壓還必須考慮到電流的趨勢(shì)以及電纜負(fù)載造成的電壓損失，情況從總線偏轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)整電壓以滿足油平臺(tái)系統(tǒng)的需要。

3.3 EMS 系統(tǒng)故障控制策略

當(dāng)EMS失敗時(shí)，必須根據(jù)電熱系統(tǒng)和生活負(fù)荷在內(nèi)的海上石油平臺(tái)目前的運(yùn)行狀況，卸載系統(tǒng)中不太重要的部分負(fù)荷。為了最大限度地確保EE網(wǎng)絡(luò)的電源連續(xù)性，可以根據(jù)系統(tǒng)故障循環(huán)執(zhí)行更可靠的操作。

3.4 通信中斷控制

為了避免對(duì)電網(wǎng)通信的干擾，最終導(dǎo)致電網(wǎng)中受控?fù)p失的分配，有必要在海上石油平臺(tái)上安裝，EMS每個(gè)平臺(tái)上的光纖通信之間的互連網(wǎng)絡(luò)形式：當(dāng)EMS通信被中斷，系統(tǒng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)必須立即切換為自主站模式[3]。

系統(tǒng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)一個(gè)非常理論化和繁瑣的系統(tǒng)，包括許多方面，例如有源功率、無(wú)源功率平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算、主設(shè)備容量控制等。二級(jí)系統(tǒng)的保護(hù)，陸地網(wǎng)絡(luò)的選擇，海上石油平臺(tái)電力網(wǎng)的設(shè)計(jì)必須從發(fā)展的角度出發(fā)，同時(shí)考慮到海洋石油開(kāi)采的特點(diǎn)和資源優(yōu)化的原則。不斷完善EMS系統(tǒng)，為自動(dòng)化和控制電力網(wǎng)提供技術(shù)支持，并進(jìn)一步提高海洋石油平臺(tái)的可靠性。