海上油气田电力系统一体化监控设计

针对海上油气田电网接入岸电的趋势,设计了海上平台与陆地终端综合考虑的一体化监控系统,实现对海上平台和陆地终端电网的综合监控.从设计原则、系统架构、实现功能等方面进行阐述,并结合实际工程案例,提出了一种基于岸电的一体化监控系统设计方案,保障海上油气田电网安全、可靠、稳定运行.该系统方案对于后续海上油气田岸电工程的能量管理系统的设计具有一定的借鉴意义.     

基于ADMM的海上多平台-岸电供能系统能量-备用协同分布式优化调度

针对海上油气工程对能量供应稳定性的需求,许多海上发电机组和岸上电网协同的供能系统相继建立。建立海上发电机组和岸上电源的协同优化运行模式,能提高供能可靠性,减少碳排放。因此,提出了海上多平台-岸电供能系统能量-备用协同优化调度模型。同时,为了应对海上多平台供能系统与岸电系统之间的独立性,基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的思想提出了协同调度模型的分布式求解框架。为了确保分布式求解算法的收敛性,采用二阶锥松弛技术将海上平台电网潮流约束进行松弛,使模型转化为凸优化模型。算例结果表明,海上多平台-岸电协同供能系统在保护岸电系统和各海上平台信息隐私的同时,可使可再生能源的消纳能力获得提升。     

我国首个海上油田群电网系统投运

由福建省电力设计院承担设计的中海油涠西南油田群电力组网项目一期工程.于2008年12月5日并网成功,我国第一个海上油田群电网系统正式投入运行。目前国际上通行的海上油气田开采模式基本是每一个油气田平台建一个电站独立供电,一旦机组故障将导致平台失电,为此每一平台需配置容量相当的备用发电机组,因而供电可靠性较差、     

海上平台电气系统无人化方案设计

目前国内外越来越多边际油田开发借助无人平台来实现,降低油田开发成本的同时,也对平台生产安全提出更高要求。无人平台电气系统的设计以系统网架结构简化为基础,以实现全面监测、远程调控和安全可靠运行为目的,以现有能量管理系统为基础平台,将电气系统、能量管理系统及各设备监测系统等联合实现远程管控,从而为海上油气生产提供可靠、安全的供电保障。主要探讨海上油气田工程设施电气无人化的设计方法,结合南海某海上油田工程设计案例,详细论述无人平台电气设计方案,从具体设计工作中提炼出符合海上平台电气系统的无人化通用做法,为海上油气田无人化的推广应用以及无人平台电气系统的设计提供参考和借鉴。     

电-气联合储能的海上微能系统模糊随机规划

海上油气工程是能源密集型系统,主要由供能系统与生产工艺系统2部分组成。为提高海上油气工程能量供应的稳定性,该文提出建立海上微能系统,通过协调海上伴生气存储与电能存储,并耦合海上油气平台余热梯级利用单元,以改善海上油气平台能源利用形式单一、能效低的问题。该文建立海上电-气联合储能模型,并考虑生产工艺系统不确定性对海上微能系统的影响,基于双重不确定性理论构建海上微能系统模糊随机规划模型,利用模糊随机-NSGAⅡ算法对其求解。最后,通过渤海某海上油气平台为实例,验证该文所提模型与方法的可行性与有效性。     

海上油气田岸电应用设计要点分析

随着海上油气田开发的不断推进,油田群用电规模也不断增大。无论是从节能减排,还是从供电可靠性和经济性等角度,探索海上油气田供电的新方式都具有重要的意义。提出了由陆地电网为海上油气田开发工程供电的新思路,探讨了岸电的设计原则和设计要点。最后以具体岸电工程设计案例为例,总结了岸电方案设计的关注点及岸电与传统的海上自发电的不同点,形成了海上油气田岸电工程的设计方法,为今后海上油气田岸电工程提供了借鉴。     

岸电模式海上油气田电力综自系统适应性优化方案

<正>随着岸电项目的不断推进,渤海油田群平台电网的用电方式随即发生变化,从最初的以透平发电机组为电源组成小型电网的模式逐步转换为从220 kV变电站直受电模式。海上平台的EMS/DMS系统不再满足实际需要,存在控制逻辑缺陷,缺少向岸电综自系统上传数据的通信模块等。随着岸电接入,陆地综合自动化系统进入海上变电站控制系统并取代原有的EMS系统,但在实际运行过程中存在“水土不服”。主要对传统陆地综自系统的海上油气田适应性进行优化。     

基于元件状态空间全概率枚举的海上风电场送出系统可靠性评估

海上风电场电气主接线是构成海上风电场电力系统能量枢纽的基本结构,它的可靠运行对电力系统的安全稳定运行有着至关重要的影响。综合考虑状态空间法、最小路集法和状态枚举法的特点,提出了一种基于元件状态空间的全概率枚举可靠性评估方法。通过对某1000 MW海上风电场送出系统主接线进行深入分析,采用该评估方法进行可靠性评估和综合分析,验证了该方法的正确性和有效性,并根据可靠性评估结果提出了相应的改善措施,促进了海上风电场送出系统电气主接线可靠性评价的规范化。     

海上油田群岸电工程并网接入技术研究

<正>在推进绿色低碳化发展的进程中，海上油气行业进行能源结构的转型升级。海上油气田由自发电模式逐步转变为岸电供电模式。在研究论证海上油田供电方式切换方法的过程中，形成了既能保障海上油田连续平稳生产运行，又可实现供电方式切换的岸电并网接入技术。岸电并网接入技术主要由供配电设备分析、电网参数调整及应急调控保护等方面组成，包含了可行性分析、机组控制模式改变、电网潮流调度保护及并网应急处置逻辑等关键技术。岸电并网接入技术可以实现不停产的海上油田供电电源切换，完成由自有发电机供电转为由岸电供电的能源结构转型，并关停以原油等为燃料的海上发电机，为海上油田大规模接入岸电提供技术支撑。     

浅谈海上油气田电力系统中性点接地设计

海上油气田电力系统的接地方式对电力系统的过电压和绝缘水平、发电机和变压器等电气设备的运行方式、继电保护的设置、电力系统可靠性、用电安全等均有一定的影响。针对各种中性点接地方式的特点及在海上油气田电力系统的适用性进行分析,以实际工程案例为例,提出了中性点接地系统参数的计算方法,对类似工程设计具有借鉴意义。     

海上油气平台用柔性直流系统容量与电压等级综合优化设计

文章提出了一种海上油气平台用柔性直流系统输电容量与电压等级的综合优化设计方法。该方法首先根据负荷预测和输电距离等数据,提出候选的输电容量和电压等级方案;然后从投资费用、运行费用和可靠性费用3个方面出发,建立综合费用计算模型,根据成本最小化原则,利用该模型对候选方案进行筛选,确定最优的输电容量和电压等级,可有效避免传统方法难以量化分析设计方案的可靠性因素这一问题;最后,采用所提出的方法对渤海某地区海上柔性直流输电工程进行设计,验证了该方法的有效性。除应用于海上油气平台,所提出的方法对海上风电、岛上送电等其他柔性直流输电的应用场合也具有参考价值。     

干式变压器在线综合监测与故障预警系统的实际应用

正锦州25-1南油气田与油建电仪控合作,成功地在容量为10 000 k V·A干式变压器上安装了在线监测系统,通过对变压器的温度、振动、运行的电压电流、局放等参数进行监测,实时观测其运行状态,为海上电力系统的安全、平稳运行提供了可靠的保证。海上平台电力系统作为整个油气田的能量传输系统,在海上平台起着极其重要的作用,变压器作为电力系统中的变电设备,是电力系统中重要设备之一,对于无发电机的平台,为其送电的     

轻型直流输电系统在海上油气田的应用

基于轻型直流输电(HVDC Light)在海上油气田的运用实例,分析设计了轻型直流输电系统的拓扑结构,阐述了其工作原理和控制策略。系统采用正负直流母线双极供电模式,系统可在"双极模式"与"单极模式"之间安全切换,且发生"单极故障"可带电维修,大大提高系统了系统运行的可靠性。最后应用Matlab仿真软件搭建了系统的Simulink仿真模型,仿真结果验证了系统设计的正确性与可行性,为轻型直流输电技术在海上油气田的应用奠定了坚实基础。     

智能低碳控制在海上油田照明系统中的应用

<正>以海上油田中心平台及无人平台的照明系统为研究对象,设计并应用由检测模块、感应模块和控制器等组成智能低碳照明系统。实现照明故障智能识别、故障照明自动恢复、光感节能控制、远程控制与故障统计等功能,形成智能化故障管理与节能管理的海上油气田照明系统新模式。随着社会的发展,海洋石油开采规模逐渐扩大,海上油气开采能力逐步增强。海上平台的数量也逐渐增多,海上油气田通过电力组网的形式形成油田群电网,海上油气田对电能的需求增大。     

兼顾安全性与可靠性海上风电场集电系统中性点接地方式优化决策方法

海上风电是当前新能源开发建设的重要方向。中性点接地方式对海上风电场及其送出系统的安全性和可靠性具有重要影响。但是,海上风电场集电系统中性点接地方式的选择基本依赖于设计或运行人员的经验,缺乏科学有效的决策方法,可能无法满足海上风电场运行需求。为此,考虑了不同中性点接地方式下电热老化对海缆寿命的影响,建立了不同中性点接地方式下海上风电需求达标度、电网故障风险度、继电保护正确动作率的评价指标,构建了海上风电场集电系统中性点接地方式的决策模型,提出了兼顾安全性和可靠性的海上风电场集电系统中性点接地方式优化决策方法,并通过算例验证了该方法的有效性和实用性。     

浅谈海上电网短路电流计算及限制措施

海上油气田电网规模的不断增大带来系统短路电流水平的增加.针对海上油气田电力系统的特点,分析了短路电流计算方法,阐述了多种限制短路电流的措施及其优缺点,并探讨这些限流措施在海上平台的适用性.通过采用合适的限流措施,可有效限制短路电流,对保证海上电力系统安全稳定运行具有重要的意义.     

基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估

集电系统的可靠性与经济性对整个海上风电场的经济效益和可靠运行有重要影响。在考虑海上风电场集电系统多状态特性的基础上,对交直流集电系统的多种拓扑进行研究,提出了基于通用生成函数的集电系统可靠性评估模型和指标,该方法可以实现多状态系统的有效化简,并建立交直流集电系统经济性评估模型。算例分析以一个装机容量400 MW的大型海上风电场为例,结合拓扑结构、交直流方案和风电机组容量对集电系统可靠性与经济性进行对比。结果表明,交流集电系统的可靠性仍然高于直流集电系统,但直流集电系统一些拓扑结构有成本优势。通过灵敏度分析说明了集电电压对集电系统电缆损耗成本和可靠性的影响。     

基于物质-能量流解析的海上微综合能源系统风险评估

海上微综合能源系统是海洋油气工程的基础。为合理评估其运行风险,保证海洋资源安全开发,提出基于物质-能量流解析的海上微综合能源系统风险评估方案。通过对关键设备采用包含多因素的两状态马尔可夫模型,描述其运行-停运状态,同时引入风险影响因子,构建风险出力模型,解析出力设备在风险下的物质-能量转换关系;并提出基于广义能量-物质流模型的风险传递模型,从物质-能量流动的角度刻画风险在系统中的动态行为。此外,针对系统结构及运行特点,设计了相应的风险指标及评估流程。以渤海某海上油气平台为实例进行仿真实验,验证了所提模型及方法的有效性和合理性。     

基于时变故障率的海底电缆可靠性模型研究

海底电缆在运行过程中会受到复杂的海洋环境影响。一旦发生故障,将造成严重的经济损失和社会影响。首先,对海底电缆的故障原因进行了分析和分类;接着,根据故障历史数据,建立了基于海缆长度的静态可靠性模型;然后,提出了考虑运行环境变化的基于时变故障率的动态可靠性模型,该模型考虑了海底电缆运行过程中的季节性生产以及电、热条件变化对其可靠性的影响,为短期可靠性评估提供了计算基础;最后,以中国渤海某海上石油平台群电力系统中的海底电缆运行数据为实例,验证了该方法的有效性,填补了综合计算海缆可靠性参数方面研究的空白。     

海上油气田电网环网应用研究

海上油气田电网属于典型的分布式电源应用,其拥有多个电源点并通过海缆构成了供电网络。目前,海上油气田的电网结构基本采用链式或放射式供电方式,网络结构薄弱,负荷转移能力差。为了寻找合适的供电网络结构,减少电网故障时对生产的影响,通过对海上油田电网实例进行潮流、接地电阻投切及电网故障时的稳定性三方面开展分析,探讨环网结构在海上油气田电网应用的可行性,结果表明电网闭环运行方式更有利于海上油气田电网供电的可靠性。