關(guān)于油田系統(tǒng)能耗管理解決方案的應(yīng)用

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　　1概述

　　目前，我國石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬臺以上，電動機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，每年耗電逾100億千瓦時。抽油機(jī)的運行效率特別低，在我國平均效率為25.96%，而國外平均水平為30.05%，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時;注水泵也是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，節(jié)能潛力十分巨大，它的正常運轉(zhuǎn)和工作效率同樣關(guān)系到整個油田的經(jīng)濟(jì)效益。

　　基于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀，必須利用能效監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行用電精細(xì)化管理，實時動態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造、節(jié)能評測、優(yōu)化管理、能源審計的實施基礎(chǔ)，本文介紹了我國勝利油田改造項目中利用的一套安科瑞能耗管理系統(tǒng)，實施證明能耗分析管理系統(tǒng)的開發(fā)利用將長期對油田生產(chǎn)設(shè)備用電質(zhì)量、能源消耗、設(shè)備安全運行等核心用電數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，動態(tài)分析決策，最終實現(xiàn)節(jié)能管理，可持續(xù)生產(chǎn)的目的

　　2油田生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀分析

　　據(jù)統(tǒng)計資料：油田企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒有能源監(jiān)測及維護(hù)計劃，每年12%的能源損耗源于沒有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過程中廣泛采用計算機(jī)監(jiān)測、控制系統(tǒng)(DCS，SCADA)外，能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系，實現(xiàn)能源消耗動態(tài)過程的信息化、可視化、可控化，對企業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。

　　油田生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng)，包括油、氣、水、電四大類耗能。本能耗分析管理系統(tǒng)主要圍繞電量計量和重點能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。其中電量計量主要包括對各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測

　　3能耗管理分析系統(tǒng)在在勝利油田改造項目中的應(yīng)用

　　3.1項目概況：

　　勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn)，已安全運行16年，配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分，高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進(jìn)線，有6臺1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負(fù)荷用戶，主要包括網(wǎng)絡(luò)二樓處理機(jī)房機(jī)群及其配套用電設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)三樓解釋機(jī)房、局域網(wǎng)服務(wù)器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機(jī)房計算機(jī)及其配套用電設(shè)備;綜合樓處理和解釋機(jī)房用電設(shè)備;制冷機(jī)組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn)，生活用電。

　　高、低壓一次設(shè)備是十四年前安裝的，原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng)，所用備件多，通訊線接點多，易出故障，操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0，應(yīng)用、維護(hù)起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負(fù)荷的增加和SP2機(jī)群的擴(kuò)容，變壓器容量和配電回路開關(guān)的容量和數(shù)量已不能滿足當(dāng)前用電負(fù)荷的需求，并且設(shè)備嚴(yán)重老化，斷路器分?jǐn)嗄芰Σ?另外，供電公司正在進(jìn)行油田線路升壓，原6KV進(jìn)線已升為10KV，原低壓母線和變壓器出線開關(guān)容量不夠，電容補(bǔ)償柜也已老化，起不到無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩榱吮ＷC全院科研、生產(chǎn)的正常運行，我們對原系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。

　　3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。

　　

 

　　1、數(shù)據(jù)采集層：通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表，實施對負(fù)荷用電量的實時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括：電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。同時也可以對用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等，通過電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現(xiàn)場智能數(shù)據(jù)采集，根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求，采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

　　2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：通過在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，實時采集能耗計量儀表的數(shù)據(jù)，并且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠(yuǎn)距離布線，施工簡單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式，目前支持RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。

　　3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件：完成數(shù)據(jù)采集、校驗、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等;并可將現(xiàn)場運行的重要數(shù)據(jù)、報警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。

　　3.3 設(shè)備參數(shù)列表

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

現(xiàn)場設(shè)備層

電力儀表等

　

只

407

　

站控管理層

工作站主機(jī)

RPC-610 Core2 2.8G/2G/500G +鍵鼠

臺

1

華北工控

顯示器

19W"液晶顯示器

臺

1

AOC

UPS電源

MT1000

臺

1

SANTAK

打印機(jī)

A4幅面

臺

1

　

操作臺

鋼木結(jié)構(gòu)含一椅

套

1

上海祥明

能耗分析軟件

系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-5000

套

1

安科瑞

能耗分析軟件

數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL

套

1

安科瑞

能耗分析軟件 

電能管理軟件Acrel-EnerSys

套

1

安科瑞

能耗分析軟件 

設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver

套

1

安科瑞

能耗分析軟件 

報表分析軟件

套

1

安科瑞

能耗分析軟件 

環(huán)境監(jiān)控軟件

套

1

安科瑞

網(wǎng)絡(luò)通訊層

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

D-LINK 8口

臺

1

D-LINK

工業(yè)串口服務(wù)器

NPORT5630-16   RS485接口×16

套

2

MOXA

　　3.4系統(tǒng)功能

　　3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成，本系統(tǒng)重點實現(xiàn)的功能為水，電耗的集抄。

　　3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理，能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個不同系統(tǒng)中集成，能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能，能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。

　　3.4.3系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù)，包括每個用電回路的實時電能值和各種告警信息，各水表的用水量等，并實時顯示采集上來的各個參數(shù)。

　　3.4.4各能源管理組逐時、逐日、逐月、逐年能耗值報告，幫助用戶掌握自己的能源消耗情況，找出能源消耗異常值。

　　3.4.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)程瀏覽，不同的能源管理部門可在不同的地點同時查看所需能源的消耗情況。

　　3.5 系統(tǒng)功能及軟件界面

　　3.5.1分類、分項能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

　　系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報警信息等的存儲功能，存儲歷史數(shù)據(jù)保存時間大于三年。系統(tǒng)同時具備將分類、分項能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。

　　3.5.2能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測

　　系統(tǒng)具備良好的開放性，可對用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展，在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個性化報表和分析模板;系統(tǒng)具有報警管理功能，負(fù)責(zé)報警及事件的傳送、報警確認(rèn)及報警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。

　　3.5.3用能情況的同、環(huán)比分析

　　對各分類、分項能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時)和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時)進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析?？深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計報表。界面如圖3。

　　3.5.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析

　　系統(tǒng)對分類、分項能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后，可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等，實時反映和對比各項采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總，并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。

　　

   

 

　                                               圖1 分類、分項能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計                             圖2 能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測

　　

     

 

　　                                           圖3 用能情況的同、環(huán)比分析                               圖4 建筑能耗數(shù)據(jù)分析

　　3.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能

　　系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?；?Net平臺，使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開發(fā)，可通過Internet訪問，具有跨平臺的特性，用戶可通過各種移動終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問。界面如圖5。

　　

 

　　圖5 跨平臺跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問

　　4結(jié)語

　　該系統(tǒng)的實施實現(xiàn)了對油田生產(chǎn)系統(tǒng)電量能耗數(shù)據(jù)及應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容的能耗動態(tài)監(jiān)測，并設(shè)置了專門的節(jié)能信息管理網(wǎng)頁。通過本系統(tǒng)的研制開發(fā)有以下的結(jié)論和認(rèn)識：

　　通過能耗監(jiān)測軟件的投入使用使得油田系統(tǒng)用電的實際情況和變化趨勢變得一目了然，大大節(jié)省了工作人員的人力負(fù)擔(dān)，可以及時高效地反映電力等各方面負(fù)荷變化情況。

　　綜上所述，本系統(tǒng)是一套靈活、高效的集采集、傳輸、加工、存儲和使用等一體化的電力能耗管理平臺。系統(tǒng)對耗電及重點能耗設(shè)備運行情況進(jìn)行動態(tài)跟蹤，使節(jié)能管理人員能夠方便實時的監(jiān)測耗能的變化情況，對于數(shù)據(jù)反映出的問題及時做出判斷，提出科學(xué)合理的節(jié)能解決方案，實現(xiàn)實效節(jié)能。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1] 龍惟定.建筑節(jié)能與建筑能效管理.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005

　　[2] 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版

　　作者簡介：

　　朱小芳，女，本科，上海安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，Email: 2880157879@qq.com 手機(jī)：15852635793 QQ:2880157879