王健

摘 要：該文介紹了中海石油（中國）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平臺配置4臺額定容量均為1 500 kW的往復(fù)式雙燃料發(fā)電機(jī)、QK18-1 APP平臺配置3臺額定容量均為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)，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序修改。QK18-1 PAPA平臺配置2臺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。針對該微電網(wǎng)的特殊性，EMS很好地解決了該微電網(wǎng)2臺Solar透平發(fā)電機(jī)與7臺新瀉雙燃料柴油機(jī)之間的有功功率、無功功率的配合問題，確保了該微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制。該EMS的實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：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0117-02

WHP3和QK18-1 APP平臺均為原先已有平臺，其設(shè)備均已投產(chǎn)使用，QK18-1 PAPA和QK17-2PAPB平臺為新建平臺，此次EMS電力組網(wǎng)涉及QK17-2 WHP3、QK18-1 APP兩個舊平臺及QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA兩個新平臺，共4個平臺，其中QK17-2 PAPB平臺不設(shè)發(fā)電機(jī)，其余3個平臺均為動力平臺，其中，QK17-2 WHP3平臺有4臺新瀉柴油發(fā)電機(jī)組，QK18-1 APP平臺有3臺新瀉柴油發(fā)電機(jī)組，各電站間相對獨立，均有1臺冷備機(jī)組用于日常倒機(jī)保養(yǎng)，QK18-1 PAPA平臺設(shè)3臺索拉透平發(fā)電機(jī)。根據(jù)油田發(fā)展需要，需要QK17-2 WHP3平臺、QK18-1 APP平臺、QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA 平臺進(jìn)行EMS電力組網(wǎng)，QK18-1 PAPA平臺通過聯(lián)絡(luò)變壓器與QK18-1 APP平臺相連，QK17-2 PAPB平臺與QK17-2 WHP3平臺通過棧橋相連，QK18-1 PAPA 平臺與QK17-2 PAPB平臺通過海底電纜聯(lián)網(wǎng)，電纜距離約為15.1 km。

1 EMS電力組網(wǎng)方案

整個系統(tǒng)共有10臺發(fā)電機(jī)，分別裝于3個平臺上，QK18-1 PAPA平臺上設(shè)1座主電站，包括2臺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，中性點絕緣。主電站除滿足QK18-1 PAPA平臺正常用電外，還分別通過2臺6.3/35 kV，8 000 kVA升壓變壓器升壓和1臺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平臺及QK17-2 WHP3平臺電力組網(wǎng)。QK18-1 PAPA平臺上設(shè)2臺6.3/0.4 kV，3 150 kVA變壓器為本平臺上的低壓設(shè)備供電。QK17-2 PAPB平臺上設(shè)2臺35 kV/3.3 kV，5 000 kVA降壓變壓器，1臺用于與QK17-2 WHP3平臺電力組網(wǎng)，1臺為本平臺上設(shè)備供電。

EMS電力組網(wǎng)后的一次系統(tǒng)圖簡化示意圖如下所示。（見圖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)整項目4個平臺EMS電力組網(wǎng)后電站并網(wǎng)后實現(xiàn)了對全電網(wǎng)監(jiān)視和控制，同時具備如下主要功能：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)無功功率分配及頻率調(diào)節(jié)；電網(wǎng)（機(jī)組）熱備用的計算、管理及實施；各發(fā)電機(jī)的調(diào)度管理；大負(fù)載啟動抑制和管理功能；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個卸載級別，級別越低，越優(yōu)先卸載；優(yōu)先脫扣；電網(wǎng)（電站）黑啟動功能；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

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

4 項目創(chuàng)新點

2013年8月21日，歧口18-1油田綜合調(diào)整工程項目新建PAPA平臺透平發(fā)電機(jī)和歧口18-1平臺3臺柴油發(fā)電機(jī)及歧口17-2平臺上的4臺柴油發(fā)電機(jī)安全平穩(wěn)組網(wǎng)，這為渤海油田今后實現(xiàn)多油田、多機(jī)組網(wǎng)開辟了一條新路，是我國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)在國內(nèi)尚無經(jīng)驗可借鑒。相關(guān)人員在組網(wǎng)調(diào)試過程中實時多點位、多方式監(jiān)測電網(wǎng)運行情況，對異常情況實時修正，成功完成了此次組網(wǎng)調(diào)試工作。

由于原7臺柴油機(jī)均配備廠家自身所帶的非通用性型的控制系統(tǒng)，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和程序修改，為實現(xiàn)此次并網(wǎng)，必須對原柴油機(jī)的調(diào)壓及勵磁系統(tǒng)進(jìn)行改造以滿足EMS電力組網(wǎng)的需求，是迄今為止我國海上油田第一次對柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)壓和勵磁系統(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

歧口18-1綜合調(diào)整項目成功實現(xiàn)電力組網(wǎng)后，EMS實現(xiàn)了電力調(diào)節(jié)功能，當(dāng)某個電站因天然氣氣量不足，致使發(fā)電量減少時，無須改用燃油發(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)整項目EMS電力組網(wǎng)的成功投運正在轉(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)

[1] 周新剛，呂應(yīng)剛，李毅，等.海上電力孤島組網(wǎng)工程技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[2] 熊信銀，朱永利.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2009.