羅凱東

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司工程建設(shè)中心，天津 3004510）

淺談海洋石油平臺(tái)EMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

羅凱東

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司工程建設(shè)中心，天津 3004510）

從海洋石油平臺(tái)中的電網(wǎng)EMS的系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，根據(jù)當(dāng)前海上石油平臺(tái)中的電網(wǎng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而對(duì)一體化的EMS系統(tǒng)的建設(shè)提出一定的方案，并根據(jù)EMS的功率控制、電壓無(wú)功控制等策略進(jìn)行詳細(xì)地分析，從而有效地處理了小電網(wǎng)nag的安全隱患控制問(wèn)題。

海洋石油平臺(tái)；EMS系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

在進(jìn)行海上油氣田的開(kāi)發(fā)中，需要在每一個(gè)油氣田的中心搭建一個(gè)相互獨(dú)立的主電站，該主電站主要是為了給海上平臺(tái)以及海上平臺(tái)周邊提供電力供給。這種模式下的每個(gè)油氣田之間的電源往往單獨(dú)存在，且每個(gè)獨(dú)立的油氣田電站之間并沒(méi)有比較緊密的聯(lián)系。為了在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中保障油氣田的供電可靠性，通常需要在每個(gè)油氣平臺(tái)之間準(zhǔn)備一臺(tái)具有相同規(guī)格的發(fā)電機(jī)組。所以，海洋石油平臺(tái)中的電源投資成本較高，可以為后續(xù)的油田開(kāi)發(fā)中預(yù)留的電量也較少，因此制約了海洋石油平臺(tái)的發(fā)展［1］。為了切實(shí)有效地解決好以上問(wèn)題，需要在建設(shè)平臺(tái)的過(guò)程中，既考慮供電的功能可靠性也需要尋找經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)成本的平衡點(diǎn)。所以，在實(shí)際的操作中，我們可以進(jìn)行海上石油平臺(tái)的電源組供電，并建立具有多電源且高壓相互聯(lián)系的電源供電系統(tǒng)。這樣才能使電網(wǎng)的智能控制進(jìn)而管理得到有效保障。此外，還需要在海洋石油平臺(tái)中配置一定的軟件和硬件設(shè)備，并實(shí)電網(wǎng)中心系統(tǒng)的搭建，保障其運(yùn)行的可靠性滿足生產(chǎn)要求。

1 EMS系統(tǒng)的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)分析

海上平臺(tái)電力EMS系統(tǒng)的特點(diǎn)。EMS系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化的管理調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。能量管理系統(tǒng)EMS主要是針對(duì)發(fā)電機(jī)的輸電和配電情況發(fā)展起來(lái)的，其在比較大的區(qū)域電網(wǎng)中使用較為廣泛。在海上油氣田平臺(tái)的不斷發(fā)展下，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)海上平臺(tái)中的電力資源共享和整合，所以受到大量關(guān)注。海洋石油平臺(tái)中所使用的EMS系統(tǒng)和陸上平臺(tái)中所使用的EMS系統(tǒng)相互比較優(yōu)勢(shì)更多，其不單單具有較強(qiáng)的自動(dòng)化程度，還具有較好的功能集成性，并且系統(tǒng)中的運(yùn)算通道的轉(zhuǎn)換效率也相對(duì)較高。

設(shè)計(jì)方案分析。根據(jù)EMS系統(tǒng)的要求以及實(shí)際的構(gòu)成情況，往往在海上油田中設(shè)置EMS的中心站，該EMS中心站可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，其中主要包含電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)采集以及安全監(jiān)視等各個(gè)方面。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)組中的各種數(shù)據(jù)信息，比如發(fā)電機(jī)組的有功功率、無(wú)功功率以及發(fā)電機(jī)的工作頻率和頻率因素等進(jìn)行分析，同時(shí)檢測(cè)發(fā)電機(jī)的油溫、油壓等參數(shù)。對(duì)發(fā)電機(jī)的故障參數(shù)進(jìn)行采集，調(diào)整電壓的有功頻率和無(wú)功頻率等。EMS系統(tǒng)對(duì)斷路器的監(jiān)控主要包含斷路器中的回路信息的采集，其中不單單含有有功功率、無(wú)功功率以及保護(hù)裝置中的信息，還含包括斷路器中的動(dòng)作操作，比如斷路器的分合狀態(tài)等。站內(nèi)的功率出力分配囊括了電網(wǎng)中各個(gè)站點(diǎn)中的發(fā)電機(jī)功率的調(diào)整和控制，同時(shí)還需要進(jìn)行策略選擇，比如主變壓器的調(diào)壓開(kāi)關(guān)和電抗器的投切情況等，這些策略的實(shí)施都需要依靠EMS系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行電網(wǎng)機(jī)組的余量管理中主要對(duì)電網(wǎng)中的旋轉(zhuǎn)備用容量進(jìn)行計(jì)算，并相應(yīng)的定制系統(tǒng)的開(kāi)機(jī)和停機(jī)計(jì)劃。此外，還需要根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)中的運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中的各站故障情況實(shí)施優(yōu)先脫扣的方案實(shí)施。而系統(tǒng)中的優(yōu)先脫扣方案需要具備一定的時(shí)效性，并可以在系統(tǒng)故障發(fā)生的一定時(shí)間內(nèi)可以采取可靠的動(dòng)作。電網(wǎng)中的各個(gè)電動(dòng)機(jī)要進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)系統(tǒng)可以對(duì)電動(dòng)機(jī)中的回路投入到電網(wǎng)中的狀態(tài)進(jìn)行分析，并保障整個(gè)電網(wǎng)回路可以安全的投入到使用中去。若電網(wǎng)出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)可以自動(dòng)的發(fā)出閉鎖啟動(dòng)信號(hào)，使大型電動(dòng)機(jī)符合滿足正常生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 EMS的控制策略分析

2.1 有功功率的控制

在進(jìn)行海洋石油平臺(tái)的EMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)海洋石油平臺(tái)中的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行方式的分析，比如平臺(tái)中的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行情況等有功功率的控制。同時(shí)，需要把電網(wǎng)有功功率的運(yùn)行作為主要依據(jù)，并保持平臺(tái)中的出力機(jī)組的一致性，對(duì)最大或者最小的機(jī)組實(shí)施平衡調(diào)節(jié)。

2.2 無(wú)功功率的電壓控制策略分析

電網(wǎng)的無(wú)功功率和有功功率的控制策略比較相似，都是把電網(wǎng)的母線電壓當(dāng)作主要依據(jù)，經(jīng)過(guò)聯(lián)網(wǎng)之后，母線中的電壓需要同時(shí)參考潮流走向以及海纜的負(fù)載所帶來(lái)的電壓損耗。若母線出現(xiàn)一定的偏離，則需要對(duì)電壓進(jìn)行一定的調(diào)整，并使得EMS的調(diào)整滿足石油平臺(tái)的系統(tǒng)需要。

2.3 優(yōu)先脫口控制策略分析

當(dāng)EMS在電網(wǎng)或者平臺(tái)中出現(xiàn)一定的故障時(shí)，我們需要根據(jù)當(dāng)前海洋石油平臺(tái)EMS系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從系統(tǒng)中卸載一部分不是十分重要的負(fù)荷，其中包含電伴熱系統(tǒng)以及生活負(fù)荷等等，最大限度的保障電網(wǎng)系統(tǒng)的供電連續(xù)性。在進(jìn)行優(yōu)先脫扣時(shí)，需要保證其真實(shí)性，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的6個(gè)周波的帶動(dòng)下，使得EMS可以實(shí)施較為可靠的動(dòng)作。

2.4 通信中斷控制

為了避免電網(wǎng)中出現(xiàn)通信中斷的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致電網(wǎng)中的有功、無(wú)功的分配失去調(diào)控，需要使得海上石油平臺(tái)中的EMS實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)空盒子和各平臺(tái)中的光纖通信相互聯(lián)系。若EMS發(fā)生通信中斷，則需要立即把系統(tǒng)中的自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)直接切換成孤島電站模式。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在海上石油平臺(tái)中建立EMS系統(tǒng)可以使電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行得到保障，并使得電網(wǎng)可以在正常運(yùn)行的狀態(tài)下優(yōu)化海上平臺(tái)中的電站處理，并保障電能的供應(yīng)質(zhì)量，滿足生產(chǎn)的要求。海上石油平臺(tái)中建立EMS系統(tǒng)不單單可以使得供電的抗沖擊性大大提高，還減少了前期的投入成本，保障了后期的維護(hù)工作，具有重大的意義。

［1］ 張強(qiáng).海洋石油平臺(tái)EMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.自動(dòng)化應(yīng)用，2012，（5）：30-32.

Design and Realization of Offshore Oil Platform OMS System

Luo Kai-dong

Based on the power system EMS design of offshore oil platform，this paper analyzes the characteristics of power grid in offshore oil platform，and puts forward some proposals for the construction of integrated EMS system.According to the power control of EMS，Power control and other strategies to conduct a detailed analysis，which effectively deal with the small power grid nag security risks control.

offshore oil platform；EMS system；design

TE951

A

1003-6490（2016）07-0037-02

2016-07-06

羅凱東（1977—），男，天津人，助理工程師，主要從事工程項(xiàng)目管理工作。