王健

摘 要：該文介紹了中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤西作業(yè)公司EMS（Energy Management System）電力組網(wǎng)系統(tǒng)。QK17-2 WHP3平臺(tái)配置4臺(tái)額定容量均為1 500 kW的往復(fù)式雙燃料發(fā)電機(jī)、QK18-1 APP平臺(tái)配置3臺(tái)額定容量均為1 500 kW的往復(fù)式雙燃料發(fā)電機(jī)，這7臺(tái)柴油機(jī)由日本新瀉鐵公司生產(chǎn)，均配備廠家自身所帶的非通用性型的控制系統(tǒng)，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序修改。QK18-1 PAPA平臺(tái)配置2臺(tái)ISO功率均為5 700 kW的透平發(fā)電機(jī)，由Solar Turbines公司生產(chǎn)，機(jī)組采用的控制模塊為AB公司1756系列處理器，具備以太網(wǎng)和RS485通訊接口。針對(duì)該微電網(wǎng)的特殊性，EMS很好地解決了該微電網(wǎng)2臺(tái)Solar透平發(fā)電機(jī)與7臺(tái)新瀉雙燃料柴油機(jī)之間的有功功率、無(wú)功功率的配合問(wèn)題，確保了該微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制。該EMS的實(shí)施增加了供電可靠性，減少了發(fā)電機(jī)組備用容量并節(jié)省了投資，具有很大的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：EMS 微電網(wǎng) 安穩(wěn)控制 綜合調(diào)整

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0117-02

WHP3和QK18-1 APP平臺(tái)均為原先已有平臺(tái)，其設(shè)備均已投產(chǎn)使用，QK18-1 PAPA和QK17-2PAPB平臺(tái)為新建平臺(tái)，此次EMS電力組網(wǎng)涉及QK17-2 WHP3、QK18-1 APP兩個(gè)舊平臺(tái)及QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA兩個(gè)新平臺(tái)，共4個(gè)平臺(tái)，其中QK17-2 PAPB平臺(tái)不設(shè)發(fā)電機(jī)，其余3個(gè)平臺(tái)均為動(dòng)力平臺(tái)，其中，QK17-2 WHP3平臺(tái)有4臺(tái)新瀉柴油發(fā)電機(jī)組，QK18-1 APP平臺(tái)有3臺(tái)新瀉柴油發(fā)電機(jī)組，各電站間相對(duì)獨(dú)立，均有1臺(tái)冷備機(jī)組用于日常倒機(jī)保養(yǎng)，QK18-1 PAPA平臺(tái)設(shè)3臺(tái)索拉透平發(fā)電機(jī)。根據(jù)油田發(fā)展需要，需要QK17-2 WHP3平臺(tái)、QK18-1 APP平臺(tái)、QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA 平臺(tái)進(jìn)行EMS電力組網(wǎng)，QK18-1 PAPA平臺(tái)通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器與QK18-1 APP平臺(tái)相連，QK17-2 PAPB平臺(tái)與QK17-2 WHP3平臺(tái)通過(guò)棧橋相連，QK18-1 PAPA 平臺(tái)與QK17-2 PAPB平臺(tái)通過(guò)海底電纜聯(lián)網(wǎng)，電纜距離約為15.1 km。

1 EMS電力組網(wǎng)方案

整個(gè)系統(tǒng)共有10臺(tái)發(fā)電機(jī)，分別裝于3個(gè)平臺(tái)上，QK18-1 PAPA平臺(tái)上設(shè)1座主電站，包括2臺(tái)ISO功率為5 670 kW燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)，6.3 kV，50 Hz，3 Ph，3W，中性點(diǎn)絕緣。主電站除滿足QK18-1 PAPA平臺(tái)正常用電外，還分別通過(guò)2臺(tái)6.3/35 kV，8 000 kVA升壓變壓器升壓和1臺(tái)35/3.3 kV，5 000 kVA的降壓變壓器降壓后再分別經(jīng)電纜和15.1 km，35 kV，3×70 mm2的海底復(fù)合電纜與QK18-1 APP平臺(tái)及QK17-2 WHP3平臺(tái)電力組網(wǎng)。QK18-1 PAPA平臺(tái)上設(shè)2臺(tái)6.3/0.4 kV，3 150 kVA變壓器為本平臺(tái)上的低壓設(shè)備供電。QK17-2 PAPB平臺(tái)上設(shè)2臺(tái)35 kV/3.3 kV，5 000 kVA降壓變壓器，1臺(tái)用于與QK17-2 WHP3平臺(tái)電力組網(wǎng)，1臺(tái)為本平臺(tái)上設(shè)備供電。

EMS電力組網(wǎng)后的一次系統(tǒng)圖簡(jiǎn)化示意圖如下所示。（見(jiàn)圖1）

EMS系統(tǒng)框圖如圖2所示。

2 EMS電力組網(wǎng)的功能

歧口18-1綜合調(diào)整項(xiàng)目4個(gè)平臺(tái)EMS電力組網(wǎng)后電站并網(wǎng)后實(shí)現(xiàn)了對(duì)全電網(wǎng)監(jiān)視和控制，同時(shí)具備如下主要功能：數(shù)據(jù)采集和安全監(jiān)視（SCADA）；電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)視和報(bào)警；各發(fā)電機(jī)有功功率分配及頻率調(diào)節(jié)；各發(fā)電機(jī)無(wú)功功率分配及頻率調(diào)節(jié)；電網(wǎng)（機(jī)組）熱備用的計(jì)算、管理及實(shí)施；各發(fā)電機(jī)的調(diào)度管理；大負(fù)載啟動(dòng)抑制和管理功能；斷路器監(jiān)視和控制；電網(wǎng)潮流；可卸載設(shè)備在上位機(jī)上設(shè)定為N個(gè)卸載級(jí)別，級(jí)別越低，越優(yōu)先卸載；優(yōu)先脫扣；電網(wǎng)（電站）黑啟動(dòng)功能；電網(wǎng)突增、突卸負(fù)荷等電網(wǎng)暫態(tài)管理功能；故障錄波。

3 EMS電力組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)

歧口18-1綜合調(diào)整項(xiàng)目4個(gè)平臺(tái)EMS電力組網(wǎng)后QK17-2 WHP3平臺(tái)、QK18-1 APP平臺(tái)、QK18-1 PAPA這3個(gè)動(dòng)力平臺(tái)之間可互供電力、互為備用，減少停產(chǎn)以及黑網(wǎng)的事故，并增加大型負(fù)荷啟動(dòng)備用容量，承受較大的沖擊負(fù)荷，增強(qiáng)電網(wǎng)抵抗事故能力，有利于改善提高電能質(zhì)量，提高3個(gè)動(dòng)力平臺(tái)的安全水平和供電可靠性。同時(shí)3個(gè)動(dòng)力平臺(tái)可以共享冷備用機(jī)組，減少新增備用機(jī)組，節(jié)省投資及運(yùn)行維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

2013年8月21日，歧口18-1油田綜合調(diào)整工程項(xiàng)目新建PAPA平臺(tái)透平發(fā)電機(jī)和歧口18-1平臺(tái)3臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)及歧口17-2平臺(tái)上的4臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)安全平穩(wěn)組網(wǎng)，這為渤海油田今后實(shí)現(xiàn)多油田、多機(jī)組網(wǎng)開(kāi)辟了一條新路，是我國(guó)海上油田第一次透平燃?xì)獍l(fā)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)這兩種不同機(jī)組之間的組網(wǎng)運(yùn)行的成功案例。

此次電力組網(wǎng)是在新增的透平發(fā)電機(jī)（5 700 kW）與運(yùn)行了近20年的柴油發(fā)電機(jī)（1 500 kW）之間進(jìn)行，發(fā)電機(jī)性能參數(shù)差異較大，此種類型的電力組網(wǎng)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒。相關(guān)人員在組網(wǎng)調(diào)試過(guò)程中實(shí)時(shí)多點(diǎn)位、多方式監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行情況，對(duì)異常情況實(shí)時(shí)修正，成功完成了此次組網(wǎng)調(diào)試工作。

由于原7臺(tái)柴油機(jī)均配備廠家自身所帶的非通用性型的控制系統(tǒng)，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序修改，為實(shí)現(xiàn)此次并網(wǎng)，必須對(duì)原柴油機(jī)的調(diào)壓及勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行改造以滿足EMS電力組網(wǎng)的需求，是迄今為止我國(guó)海上油田第一次對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)壓和勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行EMS電力組網(wǎng)的適應(yīng)性改造并一次成功的案例。

5 結(jié)語(yǔ)

歧口18-1綜合調(diào)整項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)電力組網(wǎng)后，EMS實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)節(jié)功能，當(dāng)某個(gè)電站因天然氣氣量不足，致使發(fā)電量減少時(shí)，無(wú)須改用燃油發(fā)電，可以直接從電網(wǎng)上調(diào)電；天然氣氣量大的平臺(tái)電站，則盡可能地利用天然氣多發(fā)電。這樣，天然氣資源可得到更加充分地利用，減少放空燃燒，系統(tǒng)發(fā)電效率更高。

歧口18-1綜合調(diào)整項(xiàng)目EMS電力組網(wǎng)的成功投運(yùn)正在轉(zhuǎn)變渤海油田現(xiàn)行生產(chǎn)方式，按照“和諧渤海、清潔油田”的整體發(fā)展布局，渤海油田未來(lái)要建成“油、氣、電”三張大網(wǎng)。目前，渤海油田按照資源利用率最高、發(fā)電效率最高、供電最穩(wěn)定的原則，對(duì)海上油田進(jìn)行供電區(qū)域劃分，探索集中供電、岸電集中送電等多種供電模式，以逐步實(shí)現(xiàn)全油田或者分區(qū)域的綜合型電網(wǎng)布局。

參考文獻(xiàn)

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