海洋石油平臺EMS系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

張銀生

中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司 天津 300450

作為開發(fā)海上石油和天然氣儲藏的一部分，必須在每個儲藏中心安裝一個獨立的主要發(fā)電廠，主要發(fā)電廠為海洋平臺和海洋電力供應電力。在操作方式上石油和天然氣儲藏之間的電力供應往往是孤立的，獨立發(fā)電廠沒有連接。為了確保油田和天然氣供應的可靠性，一般需要在平板之間建立一個類似的發(fā)電機組件。結(jié)果海上石油平臺的發(fā)展受到了電力投資成本高和未來開采的電力供應減少的制約。為了有效解決問題，必須考慮功能可靠性、平衡經(jīng)濟效益和成本的必要性。在海上石油平臺建立能量供應組，并建立電力供應組，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

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)電機能量分配開發(fā)的能源管理系統(tǒng)。海洋和陸地石油平臺系統(tǒng)不僅是高度自動化的，而且還具有更好的整合性和更有效的計算渠道。FPSO控制中心和電站管理系統(tǒng)（EMS）負責下載電氣設備和運行工況，采集實時測量數(shù)據(jù)和必要的視頻信息，并接受遠程控制。遠程控制中心使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換更加有效。通過保證平臺的電源的可靠性，可以簡化平臺的電氣系統(tǒng)。通過單一網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)提供能量分配，從而避免在無人居住的平臺上安裝緊急發(fā)電機。UPS電源可以用作緊急電源暫時的平臺上的中繼保護配置，包括遠程信息傳輸功能，用于傳輸諸如故障動作類型、故障電流值等信息。大型電氣設備的遠程操作必須滿足雙重要求，確認可通過中央控制系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)實時監(jiān)視平臺上的電氣自動化系統(tǒng)[2]。

2 海上石油平臺EMS系統(tǒng)設計

電網(wǎng)是區(qū)域發(fā)展和聯(lián)合開發(fā)海上石油儲藏的基礎之一，為石油開采提供了穩(wěn)定的能源流動。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EMS控制系統(tǒng)。

2.1 EMS功能

從EMS系統(tǒng)的設計來看，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、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，而沒有單獨的主站系統(tǒng)。首先是網(wǎng)上安全控制功能，EMS系統(tǒng)必須建立一個優(yōu)先跳躍程序并自動執(zhí)行該程序。例如，注水增壓泵和注射泵，約占平臺總負荷的30%，并允許斷電。短的優(yōu)先路線需要更及時的時間。EMS系統(tǒng)應采取可靠的措施，確保平臺故障周期的網(wǎng)絡穩(wěn)定性。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)，類似于地面發(fā)電廠自動化綜合系統(tǒng)，具有特殊的監(jiān)測功能。

2.2 EMS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

EMS網(wǎng)絡結(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100m雙網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來滿足系統(tǒng)在線安全控制的實時要求。關(guān)于以下是對每一級的詳細分析：WZIT-EMS相關(guān)人員工作站，配備網(wǎng)絡設備聯(lián)絡點大型石油平臺機械和操作者的工作站都是允許的?？刂茖樱含F(xiàn)場控制器，石油平臺的通信服務器和相應的網(wǎng)絡設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)電廠的自動化。中繼保護控制器、測量和控制平臺、35千伏線路保護控制器、主變壓器保護和控制裝置、發(fā)電機保護控制器、10 kV保護測控裝置、公用測控裝置、UPS等其他智能裝置。站控層現(xiàn)場控制器通過現(xiàn)場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、測量和控制。

2.3 能量管理系統(tǒng)（EMS）的應用

在整個電網(wǎng)中配置高自動化EMS系統(tǒng)以監(jiān)測和負壓平臺的生產(chǎn)、供電和電源設備負荷管理與平衡等，它包括EMS系統(tǒng)以及EMS系統(tǒng)各平臺站(DPPA、DPPB、WHPA)。其特點是功能集成度高，即網(wǎng)絡的所有監(jiān)控功能都由一個系統(tǒng)來完成。因此，EMS系統(tǒng)的功能應包括SCADA/EMS、網(wǎng)上安全控制和電站自動化。該系統(tǒng)的另一個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)和實時信息傳輸，需要更快和更可靠的信道。

3 海上石油平臺EMS的控制策略

3.1 有功功率的控制

在設計海洋石油平臺的EMS系統(tǒng)時，需要分析海洋石油平臺數(shù)據(jù)的操作方式，例如平臺的網(wǎng)絡狀況。形式命令功率，例如，獨立運行執(zhí)行部分，同時應保持平臺輸出單元之間的一致性，并根據(jù)網(wǎng)絡的操作行為對最大或最小單元進行平衡調(diào)整。

3.2 無功功率的電壓控制策略

網(wǎng)絡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，總線內(nèi)的電壓還必須考慮到電流的趨勢以及電纜負載造成的電壓損失，情況從總線偏轉(zhuǎn)，應調(diào)整電壓以滿足油平臺系統(tǒng)的需要。

3.3 EMS 系統(tǒng)故障控制策略

當EMS失敗時，必須根據(jù)電熱系統(tǒng)和生活負荷在內(nèi)的海上石油平臺目前的運行狀況，卸載系統(tǒng)中不太重要的部分負荷。為了最大限度地確保EE網(wǎng)絡的電源連續(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

為了避免對電網(wǎng)通信的干擾，最終導致電網(wǎng)中受控損失的分配，有必要在海上石油平臺上安裝，EMS每個平臺上的光纖通信之間的互連網(wǎng)絡形式：當EMS通信被中斷，系統(tǒng)的自動化網(wǎng)絡必須立即切換為自主站模式[3]。

系統(tǒng)的自動化網(wǎng)絡一個非常理論化和繁瑣的系統(tǒng)，包括許多方面，例如有源功率、無源功率平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定性計算、主設備容量控制等。二級系統(tǒng)的保護，陸地網(wǎng)絡的選擇，海上石油平臺電力網(wǎng)的設計必須從發(fā)展的角度出發(fā)，同時考慮到海洋石油開采的特點和資源優(yōu)化的原則。不斷完善EMS系統(tǒng)，為自動化和控制電力網(wǎng)提供技術(shù)支持，并進一步提高海洋石油平臺的可靠性。