海洋石油平台微电网的建模分析

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海洋石油平台电力供应系统设计与优化

海洋石油平台电力供应系统设计与优化

海洋石油平台电力供应系统设计与优化随着能源需求的不断增长,海洋石油平台已经成为满足世界对石油需求的重要手段。

然而,为了保证平台正常运行,各种系统的设计与优化变得至关重要。

其中,海洋石油平台电力供应系统是其中一个重要的组成部分。

海洋石油平台电力供应系统是平台运行的动力来源,它不仅要满足平台生产的电力需求,还要确保系统的稳定和可靠性。

在设计与优化电力供应系统时,需要考虑多种因素,包括供电容量、运行稳定性、安全性以及可持续性。

首先,供电容量是设计电力供应系统时的关键因素之一。

海洋石油平台需要大量的电力来驱动设备和机械。

因此,必须确保电力供应系统具备足够的供电容量,以满足平台的电力需求。

为了实现这一目标,可以采用多种电力源,如发电机组、太阳能和风能等,以提供稳定可靠的电力供应。

其次,海洋石油平台电力供应系统的运行稳定性是另一个需要优化的关键因素。

由于平台环境恶劣,海风大、波浪大,电力供应系统必须具备高度的稳定性,以抵御各种外部环境的影响。

为了实现这一目标,可以采用多种措施,如使用稳压器、备用电源和冗余设备等,以确保系统能够在恶劣条件下正常运行。

第三,安全性是设计与优化电力供应系统时需要重视的另一个因素。

海洋石油平台电力供应系统涉及高压电力设备和线路,存在一定的安全风险。

为了确保系统的安全性,必须采取多种措施,如设置适当的绝缘保护设备、进行定期的设备检查和维护,并确保系统符合相关的电气安全标准。

最后,可持续性是设计与优化电力供应系统时需要考虑的一个重要因素。

随着能源资源的有限性和环境问题的日益突出,发展可持续的能源供应方式变得尤为重要。

在海洋石油平台电力供应系统中,可以采用太阳能和风能等可再生能源,以减少对传统能源的依赖并降低环境影响。

综上所述,海洋石油平台电力供应系统的设计与优化需要考虑多种因素,包括供电容量、运行稳定性、安全性和可持续性。

为了满足海洋石油平台对电力的需求,必须设计出稳定可靠的电力供应系统,并采用多种措施来确保系统的安全性和可持续性。

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析1. 引言1.1 背景介绍:海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析随着全球石油需求的不断增长,深水海域成为石油勘探与开发的热点地区。

海洋石油平台作为海洋油田的核心设施,承担着油气生产、储存、处理等重要功能。

在海洋石油平台建造中,上部模块是平台的重要组成部分,包括生产平台、处理设备、住宿区等各类模块。

上部模块的建造工艺直接影响着平台的安全性、可靠性和经济性。

随着海洋石油勘探技术的不断发展和深化,上部模块建造工艺也面临着新的挑战和机遇。

如何有效地优化建造工艺,提高建造效率,保证质量安全,成为当前海洋石油平台建造领域需要重点关注的问题。

1.2 研究意义海洋石油平台上部模块建造工艺是海洋石油开发中至关重要的环节,其建造质量直接影响到整个平台的安全运行和生产效率。

本研究旨在探讨海洋石油平台上部模块建造工艺,通过优化工艺流程和实践案例分析,提出质量控制方法和安全生产管理策略,为提高海洋石油平台建造质量和效率提供参考。

研究意义在于海洋石油资源是我国重要的能源资源之一,海洋石油平台是利用海洋石油资源的主要设施。

海洋石油平台上部模块建造工艺的优化和提升,不仅可以提高建造效率,降低建造成本,还能够保证平台的安全性和稳定性,对国家能源安全具有重要意义。

通过深入研究海洋石油平台上部模块建造工艺,可以为我国海洋石油产业的发展提供技术支持和保障,推动我国海洋石油产业的健康发展和可持续发展。

1.3 研究目的《引言》本文旨在探讨海洋石油平台上部模块建造工艺的相关问题,通过分析和实践,深入探讨其建造工艺优化、实践案例分析、质量控制方法以及安全生产管理策略,为海洋石油平台上部模块的建设提供可靠的技术支持和指导。

具体研究目的如下:1. 综合梳理海洋石油平台上部模块建造工艺的现状和发展趋势,为未来的研究和实践提供参考依据。

2. 探讨海洋石油平台上部模块建造工艺的优化方案,提高建造效率和质量,减少成本。

海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析

海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析

海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析在海上进行勘探、建造和维护等工程时,对电力供应的需求是必不可少的。

海洋平台临时电力系统是为了满足上述需要而建立的一个重要组成部分。

其依靠独立的发电机组、变压器、电缆等设备,为航行在浅水区域的船舶和在海上工作的工程设施提供电力,保障了施工及设备、物资储备的正常运转。

一、电力系统的设计原则电力系统的设计必须满足以下几个原则:可靠性、安全性、经济性、实用性、公平合理和适应性。

在设计阶段需考虑到电气系统的使用环境,如作业的时间、海区环境特征以及用户的需求等,同时还需考虑到海上施工和设施维护方便实现的因素。

在现实实际应用中,电力系统的启动、变负荷及停止应具有简单方便等特点。

二、组建电力系统的流程组建临时电力系统需要充分考虑船舶或平台的使用情况,制定详细的实施方案。

可遵循以下程序组建电力系统:1.确定电源类型,选择发电机组。

由于海上经常受到风浪、潮汐等因素影响,发电机类型应选用可靠的涵盖各种工况的发电机组。

2.选取合适的变压器变压器要根据负载特点和电缆线路的电压等级来选择,以保证电力分配既经济又合理。

3.布设电缆和配电箱。

需选用防水、耐腐蚀、耐海水腐蚀的电缆线路和配电箱,且必须符合船级社认证标准。

4.设备运行调试。

安全检查、调试及运行测试等必要步骤是组建电力系统环节中不可或缺的步骤,需要严格执行,并可根据满足不同用户实际需求进行调整。

三、分析电力系统的发展趋势随着近年来经济、科技的快速发展,海上施工所需电力的有需求也在快速增长,促使了海洋平台临时电力系统的发展。

在未来,随着新能源技术和物联网技术的应用,将有望实现海上风力、潮汐和太阳能等能源的利用,推动海洋平台临时电力系统向节能环保方向发展。

同时,电力运维技术的提高也将成为发展的关键。

因此,建议在进行电力系统设计时,应尽可能地使用智能设备,提高设备的可靠性、自动化度及在线维护能力,同时加强人工维护与设施保养工作,提高工作效率,保障施工环节安全有效地推进。

浅谈钻井平台的电网设计

浅谈钻井平台的电网设计

浅谈钻井平台的电网设计摘要:随着海洋石油工业的发展,海洋工程得到了前所未有的重视。

其中作为代表的钻井平台尤为体现一个国家的海工装备水平。

本文以某50米自升式钻井平台的电控设计基本设计来讨论平台电网的设计原则和方法。

目前的钻井平台设备配置基本相同,所以本文具有指导和借鉴意义。

关键词:钻井平台;电网设计1工程简介该平台带悬臂梁自升式海洋钻井平台,最大作业水深50米,最大钻井深度7000米。

根据设备配备,有钻机(转盘、泥浆泵3台、绞车、顶驱)、升降系统、风机及各种泵类、照明。

2电网的基本设计分析电网的基本设计如图,采用50hz,600V,400V,230V三级。

主发电机发出600V为钻井设备、顶驱和升降系统以及主变压器的原边提供电源,400V为电网的二级电压,主要提供风机泵类等设备的MCC电源以及照明变压器的原边电源,230V为照明和通讯电源。

用于停泊的岸电和应急发电机通过断路器连接到400V电压母线。

主发电机组、应急发电机组以及岸电之间的联锁电路具有下列功能:a:任意一台主发电机供电时,应急发电机主开关和岸电不能合闸;b:当主配电板向应急配电板正在供电时,应急发电机不能投入供电,当主配电板失电时,应急发电机通过自启动装置能在45s内自动启动,自动合闸,对应急网络实现供电,当主配电板恢复供电时,应急发电机主开关应先自动跳闸,然后主发电机开关合闸,手动合上联络开关,恢复主配电板向应急配电板的供电;c:主变压器原边断路器和400v母线的联络开关采用三选二逻辑,避免主变压器并联时原边测反送电因相位差产生短路故障。

2.1发电机负荷容量计算。

发电机的容量计算有三类负荷法、需要系数法以及概率法。

因为利用系数法相对计算精度高,所以该项目采用利用系数法计算电站的容量。

利用系数K1=P2/P1,P1电动机的额定功率,P2最大输出轴功率;机械负荷系数K2=P3/P2,P3实际使用功率;电动机负荷系数K3=K1K2=P3/P1;电动机以额定功率运转时从电网吸收的功率P4=P1/η;电动机实际消耗的功率为P5=K3P4;无功功率Q5=P5 ,电动机的功率角。

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析随着全球对能源需求的不断增长,海洋石油勘探开发已成为世界各国重要的能源战略选择之一。

在海洋石油开发中,海洋石油平台是必不可少的设施之一,它承担着石油生产、处理、储存和运输等重要功能。

海洋石油平台通常包括上部和下部两个部分,其中上部模块更是承担着生产设备、生活设施、办公区域等多种功能,具有复杂的结构和工艺要求。

本文将就海洋石油平台上部模块建造工艺进行探讨与实践分析,旨在为相关领域的专业人士提供一定的参考与借鉴。

1. 结构设计海洋石油平台上部模块通常由钢结构、设备、管线、电气仪表等多个部分组成,因此在结构设计上需要考虑各个部分之间的协调配合以及整体结构的稳定性和安全性。

而随着近年来的设计理念和技术的不断进步,采用模块化设计和建造方式已经成为海洋石油平台上部模块建造的主流趋势。

模块化设计不仅可以降低工程建设的难度,提高施工效率,还可以减少现场作业对环境的影响,减少施工周期和成本,并且更利于统一生产和质量控制。

结构设计需要考虑模块化设计的要求,充分发挥模块化设计的优势。

2. 材料选择在海洋环境中,材料的选择对于海洋石油平台上部模块的建造至关重要。

需要考虑材料对于海水、海风、盐雾等海洋环境的腐蚀和侵蚀情况,以及材料的抗张强度、焊接性和耐磨性等性能。

常用的材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等,需要根据具体的使用环境和要求进行合理选择。

还需要考虑材料的可焊性和可加工性,以便于后续的加工和施工。

3. 工艺流程在海洋石油平台上部模块建造的工艺流程中,涉及到结构制作、设备安装、管线布置、电气仪表接线等多个环节,需要进行合理分工和协调配合。

由于海洋石油平台的建造通常需要在海上进行,因此在工艺流程中需要考虑海上施工的特殊性和安全性。

在模块化建造时,还需要考虑模块之间的连接和安装方式,确保各个模块的连接紧密可靠,以满足海上作业的稳定性和安全性要求。

近年来,中国在海洋石油平台上部模块建造领域取得了长足的进步和成就。

探析海洋石油平台电力组网的设计

探析海洋石油平台电力组网的设计

探析海洋石油平台电力组网的设计探析海洋石油平台电力组网的设计摘要:本文以工程实例探讨了海洋石油平台电力组网的设计,包括电力组网电压等级的选择、电网运行方式计算、电力系统一次设计和能量管理系统(EMS)的应用等方面的内容。

关键词:海洋石油平台;电力组网;能量管理系统。

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:一、海上平台电力组网的必要性电力组网供电较单个的电站独立供电有明显的优势,具体如下:(1)平台之间可互供电力、互为备用,减少事故及大型负荷启动备用容量,提高电网运行的经济性;同时增强电网抵抗事故能力,实现事故情况下的相互支援,最终提高各电站安全水平和供电可靠性,避免因平台电站出现问题造成整个平台供电的中断。

(2)能承受较大的冲击负荷,如注水泵、压缩机等冲击负荷,从而有利于改善提高电能质量。

(3)可减少备用机组数量,节省投资及运行维护成本。

两平台可以通过共享一台备用电站,节省投资及平台的占用空间。

二、海洋石油平台电力组网方案设计图1 为南海相邻约24.5 km 的两个油田区块,分别设有一座带有原油主电站中心平台的南海DPPA 和一座南海DPPB。

在南海DPPA 西南方向约12 km处,设有一座井口平台南海WHPA,南海WHPA上未设主电站。

南海DPPA、南海DPPB 与南海WHPA 三个平台的用电负荷分别为19.8 MW、18.9 MW 和4.5 MW。

南海DPPA及南海DPPB分别设置4台10.5 kV、50 Hz、7 600 kW的原油发电机组,通过海底电缆对其进行电力组网。

两个平台可共享备用发电机组。

2.1 电力组网电压等级的选择南海DPPA 与南海DPPB 两端均设有原油主电站,海缆线路输送的潮流较轻。

海缆存在分布电容,轻载输送时充电功率较大,将导致受端电压高于送端,而线路充电功率与电压等级平方成正比,110 kV 充电功率是35 kV的近9倍。

经济性上,35 kV绝缘要求远低于110 kV,其线路及变电装置造价仅为110 kV 的1/3~1/2。

海洋石油平台电网隐患分析和对策研究

海洋石油平台电网隐患分析和对策研究

海洋石油平台电网隐患分析和对策研究摘要:一些海洋石油平台存在用电紧缺的问题,生产用电受到电网容量的限制,一些生产设备不能投入使用,严重制约着平台目前正常生产的开展。

海洋石油平台因环境特点,电力由平台自身发电机供应,发电机燃烧的介质为柴油、石油或天然气。

一般情况下,每个油田群建立一座中心平台和多个井口平台,独立电站建立在中心平台上,井口平台的电力由中心平台通过海底电缆供应,由于该供电模式的电源较单一,往往中心平台电力出现问题井口平台电力随即出现问题,对平稳生产影响较大。

为了深挖海洋石油平台电网隐患,进一步提高电网稳定性、安全性,对近10年的故障进行分析、探索,形成电网隐患排查思路和方法。

关键词:海洋石油;电网;隐患引言海洋石油平台电网的构成特殊,所处的环境特殊,电网的安全性稳定性更加关键。

随着海上油田组网技术的逐步成熟,岸电技术的不断进步,海洋石油平台电网安全性和稳定性显著提高,但电网故障发生原因越发隐蔽,导致海洋石油平台电网隐患单靠关停解决。

近几年来,随着海上组网技术的进步,不同油田群实现电力互联,各电站相互配合形成海上电网,提高了供电稳定性。

同时,随着岸电技术的进步,海上电站依赖性极大降低。

但是从输电到用电的结构和组成并未改变,因供电模式的单一性,导致海上电网出现溃网等不同程度失电影响,对安全生产影响较大。

1海洋石油平台电网的特点海洋石油平台的电网具有以下特点:(1)独立电网,各种不同等级的用户在同一个电网下工作,如强电与弱电、生活与工用、通信与常规等,相互影响大,无专门的配电和谐波处理设备;(2)平台整体容量小(一般小于10MVA),调节能力差,安全余量小,增加几口井就可能超容量;(3)感性负载比例高,主要负载为电机,并且电机的满载率较低,造成功率因数低,电网效率低;(4)发电机多为燃气或柴油两用透平发电机,功率较小,而单个负载的功率相对比例较大,易引起电网的波动;(5)用电设备种类多,干扰源较多,属自用电网,无专门的电能质量监测措施。

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践分析
海洋石油平台是进行海上石油勘探与开采的重要设施,其上部模块的建造工艺对平台的安全性、稳定性和运行效率起着重要的影响。

本文将探讨海洋石油平台上部模块建造工艺,并通过实践案例分析其实施情况。

海洋石油平台上部模块建造工艺的核心是模块化建设。

由于海洋环境的复杂性和恶劣性,传统的现场施工方式往往面临时间紧迫、施工困难等问题。

而模块化建设可以将平台的上部模块在陆地上进行预制,然后通过船只运输到海上平台进行安装。

这样可以减少施工现场的工作量和风险,提高工程的安全性和质量。

海洋石油平台上部模块建造工艺需要考虑的关键因素包括模块设计、运输和安装等。

模块设计需要满足平台的功能需求和结构强度要求,并考虑到模块的尺寸和重量限制。

运输过程中,需要选择合适的船只和装置,确保模块的安全运输到海上平台。

安装阶段需要考虑到海洋环境的影响,并采取相应的安全措施,如使用定位系统和吊装设备等。

通过实践可以看出,海洋石油平台上部模块建造工艺的成功实施对于项目的顺利进行具有重要作用。

以中国海洋石油集团公司的某个项目为例,该项目采用了先进的模块化建设工艺,通过陆路运输和海上安装的方式完成了平台的上部模块建造。

该工艺的实施减少了施工现场的工作量,提高了施工的效率,节约了建设成本。

通过合理的安装设计和严格的质量控制,保证了平台的安全性和稳定性。

海上油气田平台电力系统分析与研究

海上油气田平台电力系统分析与研究

Theory理论探讨PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2019.5550 引言近几年,我国大力开发大陆架海域石油以及天然气,海洋天然气以及石油的开采与利用成为我国应对能源危机的重要手段之一。

我国相关科研人员做过相应统计,数据显示,在全球的石油资源中海洋石油资源占到了34%,但是对其探明率却只有30%。

全球大部分海洋资源都分布在大陆架附近,据不完全统计,大陆架中所具有的海洋石油资源占全部海洋资源的60%。

我国在进行海上油气资源开采时为开采提供主要动力能源的是海上平台电力系统,海上平台电力系统能够在很大程度上确保海上石油开采工作顺利安全的进行,这种方式具有经济性、安全性、稳定性等特点。

这些特点也成为近几年来国家相关科研人员关注的主要方面。

1 我国海上平台电力系统的结构及特点负载、配电装置、电源以及配电电网4个部分,是海上电力平台系统的主要组成部分。

这4个部分之间相辅相成,按照一定的方式进行相互之间的连接,从而组成一个完整的配电、输电以及发电的电网系统,促进海上电力系统能够顺利安全作业。

海上平台电力系统在进行作业的时候,所承受的负载并不是一直不变的,具体承受的负载随着运输过程中实际工作情况而进行相应的改变。

在作业一开始,海上平台电力系统主要是为生活用电以及辅助用电进行电力的供应,等到投入生产之后,海上平台电力系统主要是为采气、采油、钻修井模块、生活用电以及油气处理等多个方面进行全面服务。

海上平台电力系统与陆地油田电力系统有着许多的不同,具体有以下几种。

1.1 电网输电线路短,相互影响较大如果将海上平台电力网络与陆地油田配电网络之间进行相应比较的话,能够明显发现海上平台电力系统的电网电压、发电机端电压以及复合电压等各个电压大多都在同一个电压等级上,这也就在一定程度上决定了海上平台电压比陆地油田配电网络的输配电装置系统更为简单。

同时,海上平台电力网络系统因为平台的容积有限,所以海上平台电力网络系统的配电线路比较短,设备较为集中,在海上平台电力网络进行工作的时候具有一定的稳定性。

海上油气平台输电系统分析与设计

海上油气平台输电系统分析与设计

海上油气平台输电系统分析与设计摘要:在海上油气田输电系统中采用柔性直流输电方式,可有效提高输电距离、减小设备占地面积、提高运行可靠性,具有较大的发展前景。

文章探讨了柔性直流输电技术在某海上油气田(A油气田)中的应用,通过对A油气田调整工程和输电要求的调研,给出了对应的柔性直流输电系统换流器、主接线和接地方式等设计方案。

在此基础上,根据技术经济性分析,给出了相关主回路参数设计。

最后,搭建了仿真模型,验证了本文分析和设计的正确性和有效性。

关键词:海上油气平台;柔性直流输电;换流器;主接线;接地方式0引言随着海上油田平台的大范围联网和向深海进军,海上输电的容量将更大、距离将更远。

若采用传统的中高压交流供电方式[1-2],由于受限于海底电缆的充电容量,有功负荷一般偏小,控制电压过高,容易击穿海缆,将严重影响平台的正常生产[3-5]。

而若采用常规直流,由于海上平台主要为大功率高压电动机等变频负荷,本身需要消耗无功,无法为换流站提供换流容量,因此无法使用。

相比中高压交流输电和常规直流输电,柔性直流输电不存在交流输电功角稳定性问题、充电容量小;不需借助受端电网换相,可以为海上平台的无源负荷供电;并且谐波电流小、无需滤波装置,可减小海上平台的占地面积[6-10]。

因此,在海上平台输电系统中采用柔性直流输电方式,尤其是在长距离输电方面,可以有效地突破输电距离限制,降低系统造价,提高系统运行稳定性和可靠性等,是具有高度灵活性的海上平台输电系统新型输电方式。

本文将探讨柔性直流输电技术在某海上油气田(简称A油气田)中的应用。

相比同类工程,A油气田工程由岸上直接向海上平台供电,输电距离更远、容量更大、可靠性要求更高。

文中将根据A油气田的调整工程和输电要求,给出对应的柔性直流输电系统换流器、主接线和接地方式等设计方案。

在此基础上,根据技术经济性分析,给出相关主回路参数设计。

最后,给出仿真分析结果。

1A油气田调整工程及输电要求目前,在A油田群所在区域内共设有以下生产设施:6坐平台和一艘浮式生产储油卸油装置(FPSO),如图1所示。

基于模块建造工艺的海洋石油平台分析

基于模块建造工艺的海洋石油平台分析

基于模块建造工艺的海洋石油平台分析摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,模块建造工艺的发展速度也在不断提升,本文主要阐述了海洋石油平台上的建造工艺,并分析了传统对建造技术和现代建造技术,探究了模块和建造工艺的差异,对模块建造工艺建造过程中的重点内容进行了介绍,有着非常重要的实际意义。

关键词:海洋石油平台;模块建造工艺;分析近几年我国科学技术水平得到了相应的提升,这时海洋石油在实际开采的过程中其技术也越发成熟,海洋石油在建设过程中的应用成绩也逐步提升,朝着更高的领域不断前进。

国内一些企业针对海洋石油平台的建设出现了顺应方式和固定方式的平台,还存在可移动式上升平台,即使种类存在差异,不同平台海洋石油都存在相应的差异,但是平台固定模块主要是上下结构。

1.海洋石油平台概述即使我国海洋石油平台种类相对较多,但是其中一些不同种类的海洋石油平台都存在一定差异,分为上部模块和下部模块。

在海洋石油平台中上部模块的难度要高于下部模块,上部模块的主要结构属于钢才,而且还包含了海洋石油平台中的一些机械设备,和建造技术的管道线路以及电气系统等。

但是下部模块主要是对海洋石油平台进行相应的支撑,所以下部模块大部分情况下是基于钢才和管线构成,没有上部模块那么复杂。

海洋石油平台在实际建设过程中,不但要针对一些主体结构实施相应的建造,还要针对一些不同系统实施建造,但是会因为这些系统之间的联系导致交叉作业难度逐渐提升。

在海洋石油平台上部模块的建造过程中,可以将其划分为传统建造和一体化建造。

不同的建造形式也存在一定的差异,借助对两种不同建造模式的分析可以更好的为我国海洋石油平台的上部建造奠定基础。

2.海洋石油平台上部模块建造技术和注意事项2.1传统建造技术和一体化海洋石油平台建造技术传统建造技术主要是基于甲板片为基础实施预制,但是相关设备的安装大部分都是在甲板片的安装之后才实施的组装工作,最初实施吊装的时候其设计方案应该针对机构重量和结构尺寸合理选择,并制定出较为合理的吊装方案。

海洋石油平台电力组网管理系统设计探讨

海洋石油平台电力组网管理系统设计探讨

海洋石油平台电力组网管理系统设计探讨刘琳魏春先周雷徐建东(海洋石油工程股份有限公司,天津300451)摘要:依据某海洋石油平台区域电网电站组网情况,介绍电站管理系统中主站、子站的排布和控制方式。

主要探讨主站、子站及电力设施之间的信息联络和控制方式的设计方法,为后期项目提供一些借鉴。

关键词:海洋石油平台;电站管理系统;EMS;通信协议0引言随着海洋石油平台电网规模的增大,一般情况下,一个海洋区域电网有可能涉及多个电站(中心平台)及用电平台(井口平台)。

电站运行方式多样,用电设备数量多,运行工况复杂,电站管理工作极为复杂。

EMS(Electrical managementsystem)即电站管理系统,已广泛应用于海洋石油平台,主要作用是根据现场实际负荷需求,有效管理电站中投入发电机的数量和功率,使得发电机输出经济效益最大化,碳排放量最小化。

所以,完善的设计方案对海洋石油平台电网的安全运行也就显得尤为重要。

1电力组网的构成本开发项目电力组网共涉及Ⅰ期油田七个平台和Ⅱ期油田四个新平台。

Ⅰ期油田主要包括Ⅰ期S CEP、Ⅰ期S WHPA、Ⅰ期S WHPB三个平台。

Ⅰ期S CEP与Ⅰ期S WHPA通过栈桥连接,电力及通信经过通过栈桥的电缆和光纤传输;Ⅰ期S CEP与Ⅰ期S WHPB 间连接海缆,电力及通信通过海缆传输;Ⅰ期CEP、Ⅰ期WHPA 两个平台及Ⅰ期J CEPA、Ⅰ期J WHPB两个平台,Ⅰ期CEP与Ⅰ期WHPA栈桥连接,电力及通信经过通过栈桥的电缆和光纤传输,Ⅰ期J CEPA、Ⅰ期J WHPB与Ⅰ期S CEP间连接海缆,电力及通信通过海缆传输。

Ⅱ期油田包括综合处理平台Ⅱ期S CEPF、井口平台Ⅱ期S WHPC、Ⅱ期S WHPD和Ⅱ期S WHPE,其中Ⅱ期S CEPF与井口平台Ⅱ期S WHPE通过栈桥连接,电力及通信经过通过栈桥的电缆和光纤传输;井口平台Ⅱ期S WHPC和Ⅱ期S WHPE间连接海缆,电力及通信通过海缆传输;Ⅱ期S WHPD和Ⅱ期S WHPE间连接海缆,电力及通信通过海缆传输。

浅谈海洋采油平台电气系统的配电自动化设计

浅谈海洋采油平台电气系统的配电自动化设计

浅谈海洋采油平台电气系统的配电自动化设计Summary:根据与海岸线位置的关系,海洋钻井采油平台分为3种采油开发模式:滩海、浅海、深海。

其中深海石油开发模式,由于深海采油距离陆地较远,其电气系统通常具有独立性和特殊性。

滩海和浅海采油平台通过陆地海洋变电站通过海底铺设电缆对采油平台进行配电。

本文主要介绍了深海采油平台电气系统的配电自动化设计,从实质上对采油平台的配电系统的发展提出改良意见。

Keys:海洋平台电气系统配电自动化目前社会经济快速发展,国内外对于石油的开采力度不断加大,陆上油田的开采规模也不断扩大,使陆上油田石油开采工作越来越困难,勘探开发难度不断增大,使陆上石油开采的成本不断提升,对海上油田的勘探开发已经是目前石油开采的主要方向之一。

一、海上采油平台配电自动化系统分析以及相关设计1.1海上采油平台配电自动化系统分析目前,我国电力系统自动化的发展对我国海上采油平台的配电自动化系统影响较大,自动化的配电系统能够显著促进配电网络性能的提高。

深海的石油开采平台自身的地理位置比较特殊,距离陆地相对较远,而且其平台的配电系统受到外部环境的影响比较大。

智能仪器仪表推广使用之后,石油开采平台的配电自动化系统也随之快速发展起来。

智能的自动化配电系统能够对海上采油平台配电系统进行调控,全面监控平台的配电运行状况,能够对配电柜开关进行有效控制,在平台上出现事故之后,能够及时对相关设备采取跳闸断电措施,触发报警,保证海上采油平台的正常运行。

1.2对海上采油平台配电自动化系统的设计海上采油平台的配电自动化系统的设计,要满足能够对平台运行的数据及时收集,并且能够有效对这些数据进行处理运算,并将分析的结果传送到相关的子系统的服务器,最后再将信息传递到各级单元。

不同的单元设备之间互不干扰,运行相对独立,不论是哪一个单元的设备出现故障,都不会影响到整个系统的正常运行。

在系统设计过程中,需要满足以下几个方面的要求:(1)数据采集处理。

浅析海上平台电力系统扩容供电设计方案

浅析海上平台电力系统扩容供电设计方案

Sheji yu Fenxi!设计与分析浅析海上平台电力系统扩容供电设计方案左志鹏张天仪刘伟岭(海洋石油工程股份有限公司设计院,天津300451)摘要:随着海洋新建平台日益增多,海上电网规模逐步增大,对电网扩容及电网结构的优化需求日益增加[现以南海某电网扩容升级为例,列举工程实例中遇到的一些实际问题,并提出相应的解决方案,以便对以后类似问题的处理起到指°关键词:电网扩容升级;电平0引言海上平台电力系统是集发电、变电、输电、配电于一体的整,随着石油的需求逐年增加,海上平台规模逐步增大,逐步增加,平台的电网规模大,,电网扩容以及电网结构的优化是摆在海洋石油电.统设计的问题。

以南海某电网为例,列举工程实例中遇到的一些实际问题,并提出相应的解决方案。

1电网背景情况南海某电网6平台,中电平台2,平台4;平台海电[电网方设计;及电;多;扩容电网结构,供配电网容于,平台设张。

,电网于的一些;发电容!实际大出2.8MW和4.6MW),海缆距离相对较长(总长约53km),组网变压器容量大(10MVA),于相状态,组网变大、难等问题。

复的况下,按照项目求,需通过新设7.4km海新建井口平台D;最大电量约9900kW,占原电网电力负荷总量(11830kW)的84%,这无疑给原本复的电网况增加了新的挑战。

2相关问题及解决方案从老电网升级,提高电力系统结构稳定性,保障供电可靠性出发,并满足新建平台新电网的求,在电气设计中对电网了充分的析考量,对于电网的上述问题,采取下手段处理:(1)选择合适的电网,灵活采用了微型透平燃气机组与原电网并网电,补充电量缺口。

(2):发电机出口快速限卩限故障电。

(3)采用16MVA大容量油浸式组网高压变压器,节省空间的,在设计中也考虑了限制涌流倍。

(4) 1.2Mvar三挡抽头油浸式电抗,节省的基础上,灵活解决了电网在不工况下容抗大致使发电相的问题[2.1电量不足,就地微透保生产电网电11830kW,新井口平台D大负荷9900kW,电站平台A共设主机4台,其中4600kW机组2台,2800kW机组2台,电站平台B共设4600kW机组3台,考虑电站备用原则,电率达90%以上,电网供电出现不足。

海上石油平台电网的特点及其组网技术

海上石油平台电网的特点及其组网技术

S Z 3 6 — 1 C E P等 ,分 别 从 组 网 条 件 、组 网结 构 、 电压 等 级 及其 关键 技 术几 方面 给予 详细 分析 。 1 . 组 网 条 件 。 首 先 ,该 平 台 各 个 电站 原 发 电机 组 具 有 齐 全 的 保 护 功 能 ,且 自身 拥 有 组 网能 力 。其 中 S Z 3 6 - 1 C E P 、 L D 1 0 - 1 C E P等 自备 电站 拥有相 同的 电压等级及 电制 、 频率等。其次,拥有较成熟的能量管理 系统、发电机远程 监 控 系 统 、继 电保 护 装置 、开 关 过程 管 理 系统 及其 同期装 置等相关技术 ,其功能较齐全,为组 网技术奠定基础 。最 后 ,可将 S Z 3 6 —1 C E P、L D l 0 — 1 C E P的独立 电网实现 组 网 , 相应增加光 电复合型海底 电缆、无功补偿装置、能量管理 系统等,这些设备的维护都较方便 , 且拥有较高的经济性。 2 . 组 网 结 构 。该 平 台 中现 有 的 L D 1 0 - 1 C E P 、S Z 3 6 - 1 C E P实现组网,拥有 自身的备用发电容量 ,并不需要 另 外 配置 发 电机 组 ,通 过 组 网可 实现 相 应 的 电力效 益 ,在 构 建 其他 电力 系统 时还 应 充分 利 用 电 网中 的剩 余容 量 ,提 高 资源利用率。本次设计中主要是考虑链式与环网两种组网 方式 ,其中链式组 网结构较简单 ,且运行调度及其控制较 方便 ,但 稳 定 性相 对 而 言较 差 ;而 环 网结 构 能够 合理 分 配 电负荷 ,缩短供电距离 ,提高负荷端的电压质量。若其中 某一条线路 出现故障时 ,则可相应对故障部位给予隔离 ,
D OI :1 03 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 - 8 9 7 2 . 2 0 1 4 . 1 9 . 0 1 9

浅析海洋石油平台电气设备安全设计措施

浅析海洋石油平台电气设备安全设计措施

TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化78 科学与信息化2019年11月中浅析海洋石油平台电气设备安全设计措施赵希宝中海石油(中国)有限公司天津分公司工程建设中心 天津 300452摘 要 近年来,随着我国经济的快速发展,对石油资源的需求不断增加,海洋石油开采的力度不断加强。

为了提高海洋石油开采产量,需要加强电气设备的安全可靠性。

本文就海洋石油平台电气设备设计进行研究,其研究对象主要从电气设备的安全、电气线路的设计以及电缆铺设等方面入手。

海洋石油平台电气设备安全设计要具有适应海洋环境特殊情况的功能,只有这样才能充分提高我国海洋石油平台的开采效率。

关键词 海洋石油平台;电气设备;安全设计引言近年来,我国的经济发展迅速,这在一定条件下也助推了石油工业的发展。

但是发展过程中也存着一些问题,其中供电的可靠性显得尤为突出。

因此,就需要对电气设备加强管理和维护,让石油生产的效率能够全面提高,并让其经济利润能够大幅增长。

1 电气设备安全运行管理的重要性石油平台电气设备安全运行管理对石油生产的发展具有重要意义。

首先,只有电气设备的安全可靠运行,才能保证石油平台的整体工作效率得以提升,从而实现石油平台的现代化模式的转变。

其次,电气设备的安全运行提升了石油平台发电机组的稳定性,从而降低工作人员的工作量,降低发电机组的故障率,提高了企业经济效益。

因此,加强电气设备的安全运行管理是十分迫切的。

在石油平台的实际运行生产过程中,必须重视电气设备的安全运行,积极完善建立严格的电气设备安全运行管理机制,确保电气设备始终保持健康良好的运行状态,降低平台电气设备的故障率,提高供电的可靠性,从而提高经济效益[1]。

2 电力设备的安全设计分析(1)电缆线路设计。

在海洋石油平台进行电气设备的电缆设计时,需要保障电缆桥架位置处于远离热源设备和油管线的位置,在电缆桥架设计的时候若受到了空间的限制,电缆桥架需要与热源设备或管线进行交叉时,为了保障电缆线路的运行安全,需要保障两者之间保持一定的安全距离,且需要对电气设备的电缆进行一定的安全保护。

电力系统中的微电网建模与分析

电力系统中的微电网建模与分析

电力系统中的微电网建模与分析随着可再生能源技术的快速发展和消费者对能源的需求多样化,电力系统中的微电网逐渐成为了一个重要的研究领域。

微电网是由分布式能源资源(DERs)和能源存储设备组成的小型电力系统,具有独立运行的能力并可以与主电网进行连接。

微电网能够提供可靠的能源供应,减少对传统能源源的依赖,并促进能源的可持续发展。

微电网建模是研究微电网运行和优化的关键步骤。

建立微电网模型可以帮助我们更好地理解微电网的行为和性能,并指导我们进行微电网的规划和运营。

微电网建模通常包括以下几个方面。

首先,微电网的电力部分建模是建立微电网能源资源的数学模型。

微电网通常包含多种能源资源,如太阳能光伏电池、风能、燃料电池等。

建模过程中需要考虑这些能源资源的特性、输出功率的变化和与主电网的交互等因素。

此外,还需要将不同的能源设备进行适当的连接和组合,以实现最佳的能源利用效率。

其次,微电网的负荷建模是建立微电网负荷需求的数学模型。

微电网的负荷需求是指微电网内部各个用户的用电需求。

建模过程中需要考虑负荷的大小、负荷曲线的变化和负荷之间的关联等因素。

通过准确建模微电网的负荷需求,可以更好地预测和调控微电网的电力供应,确保能够满足用户的需求。

此外,微电网的能源存储系统建模也是非常重要的一步。

能源存储系统通常用于储存和释放电力能量,以平衡微电网的供需差距。

建模过程中需要考虑能源存储系统的储能容量、充放电效率和响应时间等因素。

合理地建模能源存储系统可以提高微电网的能源利用效率,并且在应对突发情况时具备备份能源的能力。

最后,微电网的电力系统建模是将以上所述的电力部分、负荷和能源存储系统进行整合建模的过程。

该模型可以预测微电网的电力网络行为,优化微电网的电力供应和协调微电网内各个组件之间的能量流动。

电力系统建模可以利用电力系统仿真软件进行实现,以得出微电网运行过程中的关键参数,如功率输送效率、能源利用效率和电网稳定性等。

除了微电网建模,对微电网进行分析也是非常重要的。

海洋油气平台模块化设计及一体化建造

海洋油气平台模块化设计及一体化建造

海洋油气平台模块化设计及一体化建造摘要:“模块化”设计,属于一种新的设计理念,其打破了传统顺序建造的局面,有效解决了常规建设项目中建造需求与设计图纸无法同步的难题,不仅有利于降低工程成本,还能大幅度提升建造效率。

鉴于此,本文将对海洋油气平台模块化设计及一体化建造展开分析和探究,以供相关人士交流和借鉴。

关键词:海洋油气平台;模块化设计;一体化建造1.海洋油气平台建造内容海洋油气平台,多为固定式生产平台,其主要由采油导管、上部组块以及导管架等部分组成。

导管架,是支撑固定式平台的钢结构,其主体结构为一个高达上百米的塔型支架,下端插入海床之中。

上端与上部生产生活设施所在的甲板连接,为整个平台提供牢固的基础。

除钢架结构外,导管架还包括一些其他的功能性附件,如滑靴、防腐金属块、系泊点等,上部组块是平台的主要功能区,通常分为多层甲板。

下层甲板安装各类生产设备,如井口盘、井口采油树、计量器等,上层甲板主要是人员居住和办公区,中控室、宿舍、仓库等一般配置在这一层。

顶层甲板则主要用于安装吊机和直升机降落平台,也兼作吊装货物和人员上下平台的场所。

由于海上作业费用比较高,平台大多构件基本上会在陆地组块分别建造,之后再运输到海上组装。

2、海洋油气平台建设现状从现阶段来看,海洋油气平台还沿用着传统的建造模式,即顺序建造。

具体来说,就是先进行模块结构的分片分段建造,再进入舾装车间预舾装,然后将结构片运输吊装到总装垫墩或滑道上,最后多个专业同时进行总装工作。

但在总装阶段,由于各个专业同时开展工作,期间难免会产生各种冲突,从而会有多次返工的情况出现。

因此,为了避免这种情况的发生,通常会采用单线程作业,但在时间上花费较多。

安装工作,大多数都是在车间外完成,效率比较低下。

另外,在建造过程中,还会有很多高空作业,这无疑会增加施工风险以及投入成本。

3、一体化建造的优势为克服传统建造模式中存在的缺点,一体化建造应运而生。

一体化建造,也就是将将平台划分成多个相对独立的模块。

微电网电能管理系统的建模与仿真

微电网电能管理系统的建模与仿真

微电网电能管理系统的建模与仿真微电网是将传统电网与可再生能源结合起来,形成一种具备自主能源管理能力的电力系统。

微电网的电能管理系统是实现微电网运行稳定和优化的关键技术。

本文将从建模与仿真的角度,探讨微电网电能管理系统的研究与应用。

一、微电网电能管理系统的概述微电网电能管理系统是指对微电网内的各种电能资源进行协调、优化管理的系统。

它主要包括能源协调调度、故障诊断与恢复、电能供需平衡等功能。

通过对微电网内各种设备和能源资源的状态监测、分析和优化调度,实现对微电网的智能管理和优化运行,提高微电网的能源利用效率和供电可靠性。

二、微电网电能管理系统的建模过程微电网电能管理系统的建模包括对微电网内各种设备和能源资源的建模和组网建模两个方面。

1. 设备和能源资源的建模微电网内的各种设备和能源资源包括发电机组、储能设备、可再生能源设备等。

建模的过程主要涉及设备的特性参数、运行状态、电能输出等方面。

通过建立数学模型,描述这些设备的运行特性和电能转换关系,为电能管理系统的优化调度提供基础。

2. 组网建模组网建模是指对微电网内各个设备和能源资源之间的连接关系进行描述和建模。

这是电能管理系统的重要基础,决定了电能在微电网内的传输路径和功率流动方向。

通过对组网建模的分析和优化,可以更好地实现能源的协调调度和电能供需平衡。

三、微电网电能管理系统的仿真技术微电网电能管理系统的建模是为了对其进行仿真分析和优化调度。

仿真技术是一种通过模拟实验来研究和分析某个系统的技术手段。

在微电网电能管理系统的研究中,仿真技术可以帮助我们理解系统的特性,分析系统的运行行为,并找到优化运行的方法。

1. 仿真模型构建仿真模型是对微电网电能管理系统建模的结果,它是对微电网系统的一种抽象和简化。

通过建立仿真模型,可以模拟微电网系统的各种运行状态和运行行为。

根据系统的特点和目标,我们可以选择合适的仿真方法和工具,如基于物理模型的仿真、基于统计方法的仿真等。

关于海上平台电力系统研究

关于海上平台电力系统研究

关于海上平台电力系统研究近年来随着我国经济的快速发展以及对石油资源的需求量不断增加,我国加大了对海洋资源的开发力度,其中对于海洋石油和天然气的开发和利用过对于缓解能源危机以及促进我国可持续发展战略的实施也具有重要作用。

在目前的海洋石油资源开发过程中,海上平台电力系统是海上油气平台的主要动力来源,文章就针对海上平台电力系统进行发展、结构、特点以及存在问题的介绍与分析,对其未来的发展前景进行展望。

2海上平台电力系统的发展海上平台电力系统大致经历了以下发展阶段:首先就是上世纪60年代至90年代左右,在此阶段中主要的进展就是将船舶电力技术在海洋工程电力系统中进行应用,并且已经开始给海上固定或半固定工程平台来进行供电。

其次就是上世纪90年代到本世纪初,此阶段的发展就是基于海上平台电力系统的本征原理来对电气设备结构和系统设计以及运行控制进行研究。

此电力系统体系也逐渐完善并且变为海上油气平台群联合供电、特大型深海工程船舶的智能化供电以及远岸海岛供电的复杂大环网。

最后一个阶段就是从本世纪初至今,此阶段就是基于其基本原理来引入大量的信息化技术以及清洁能源的实验等。

经历上述三个阶段的发展之后,海上平台电力系统已经成为海上大联网,并且具有综合电力推进动能、新型风能、潮汐能发电、智能化操作等特点。

3海上平台电力系统的结构和特点3.1结构海上平台电力系统主要有电源、配电装置、配电电网、负载等四个部分组成,其构建初期主要是作为辅助用电以及生活用电,而投产之后就可以为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等供电。

其系统结构如图3.1所示。

图3.1 海上平台电力系统结构图3.2特点与陆地油田配电系统相比,其具有以下特点:首先就是具有较小的系统容量。

通常是由多台同类型的发电机并联运行,单机容量和多机容量之和都比较小,但是在某些大容量的负载启动时可能会造成电网电压和频率发生较大的变化而影响电力系统的稳定性。

其次就是具有较短的电网输电线路。

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Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(4), 187-194Published Online December 2016 in Hans. /journal/jee /10.12677/jee.2016.44024文章引用: 龚华麟, 张金泉, 杨志强, 张欢. 海洋石油平台微电网的建模分析[J]. 电气工程, 2016, 4(4): 187-194.Modeling Analysis of Micro Grid of Offshore Oil PlatformHualin Gong 1, Jinquan Zhang 2, Zhiqiang Yang 2, Huan Zhang 21State Grid Chengdu Electric Power Supply Company, Chengdu Sichuan2School of Electrical and Information, Southwest Petroleum University, Chengdu SichuanReceived: Nov. 18th , 2016; accepted: Dec. 2nd , 2016; published: Dec. 8th , 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractOffshore oil platform micro grid is a very important part of offshore oil platform, and its stability plays an important role in the safety of offshore oil platform. Therefore, establishing mathematical model of offshore oil platform of the micro grid and studying its stability helps monitor and access the safety state of offshore oil platform of the micro grid, and this provides early warning strategy and suggestions for the electrical engineers and management personnel operating platform and does good for improving the safe operation level of the offshore platform. These actions are of much theoretical value and realistic meaning. This paper first introduces the characteristics of offshore oil platform of the micro grid, then analyzes the main components of gas turbine, sets up the model by PSCAD, and establishes the model according to the circuit structure of the micro grid diagram. It carries out a series of simulation in different operating conditions and different motor load proportion by assuming the motor as the main load first and gets relevant conclusions.KeywordsOffshore Oil Platform, Micro Grid, PSCAD, Modeling Analysis海洋石油平台微电网的建模分析龚华麟1,张金泉2,杨志强2,张 欢21成都供电公司,四川 成都2西南石油大学电气信息学院,四川 成都龚华麟等收稿日期:2016年11月18日;录用日期:2016年12月2日;发布日期:2016年12月8日摘要海洋石油平台微电网是海上石油平台非常重要的组成部分,其稳定性对海洋石油平台的安全起着至关重要的作用。

因此,建立海洋石油平台微电网模型,进而研究它的稳定性,有助于监测及评估海洋石油平台微电网的安全状态,为平台电气工程师及管理、运行人员提供安全运行预警及策略建议,有助于提高海洋平台的安全运行水平,具有非常重要的理论价值和现实意义。

本文首先介绍了海洋石油平台微电网的相关特点,接着对其燃气轮机的主要构成部分进行分析,并用PSCAD软件建立相关模型,最后根据微电网的电路结构示意图建立相关模型,对微电网以电动机为主要负荷时,在不同运行状态和电动机负荷所占比重不同的情况下,进行一系列仿真,得出相关结论。

关键词海洋石油平台,微电网,PSCAD,建模分析1. 引言海洋石油平台是开发海洋资源的重要装备,发展海洋石油平台相关技术历来受到世界各国的高度重视;同时,由于海洋石油平台建设成本高昂,人员设备比较密集,易燃易爆液、气等高度集中,海洋石油平台的安全问题可以说是重中之重。

而海洋石油平台微电网作为海上工作平台的主要供电系统,除了保证平台的全部生产、生活供电外,还担负着为平台的安全、控制、通讯等重要系统供电的任务,其安全性和可靠性直接或间接决定了海洋石油平台的安全运行。

因此,作为海洋石油平台的重要组成部分,海洋石油平台微电网运行中轻微的不可靠或安全隐患都有可能导致严重的后果;另一方面,随着海洋工程技术的发展,海洋石油平台微电网的规模和容量越来越大,结构和功能越来越复杂,而对其安全评估和控制的相关研究和应用还处于比较初步的阶段,因而十分有必要从运行稳定性的角度研究海洋石油平台微电网。

海洋石油平台微电网是指专为海上工程设计的,能满足海洋特殊环境的,由平台自身供电的微型电力系统。

海洋平台微电网除了一般陆地微电网所具有的供电灵活、能源利用率高、传输费用低和系统线损小等特点以外,还因处于海洋这一特殊的环境而具有自身的特殊性:(1) 系统主要使用多台燃气轮机并联运行供电,且往往分布多个平台上,具有分布式电源的特点,协调控制难度较大;(2) 海洋工程中负载工况的变化比较剧烈,大型负载的启动会对微电网造成很大冲击,可能影响供电的稳定性;(3) 系统传输线为长距离海底电缆,其电容效应较大,对电压可靠性影响明显;(4) 系统的工作环境复杂恶劣,会对其中电气设备的性能造成严重影响,系统维护成本很高;(5) 系统备用容量相对有限,一般仅在空间较大的平台上设置一台备用发电机。

综上所述,海洋平台微电网所面临的安全性和可靠性挑战是比较巨大的,而海洋平台微电网的主要设计思想和方法来自于舰船电力系统和传统陆上配电网,舰船电力系统与海洋平台微电网相比容量要小得多,结构和负荷也相对简单;而传统陆上配电网对分布式发电和大量海底电缆的使用都关注较少,同时,这两者负荷性质和功能的差异也很大。

相比较而言本世纪以来提出的微电网(Micro-grid)的相关技术,更符合海洋石油平台微电网的具体特征,因此,可以从微电网优化控制的角度研究海洋平台微电网安全控制的相关技术。

龚华麟等文献[1]研究并网运行时,微型燃气轮机采用PQ控制,提供微电网的有功和无功功率支撑,在满足本地负荷基础上,实现混合微电网并网功率可调度;孤岛运行时,微型燃气轮机采用基于下垂特性的V/F 控制,实现从并网到孤岛模式的切换,对微电网在并网和孤岛两种模式中的运行特性进行仿真分析,验证控制方式的可行性。

文献[2]构建了结构和功能完整的风电机组、燃料电池、带有MPPT (最大功率点跟踪)光伏电池以及柴油发电机等微电源模型,及具有调频作用的二次负载模型,仿真验证了所建模型的合理性及有效性。

文献[3]研究微电源建模及运行特性分析、微电网仿真平台开发及运行特性分析、微电网运行对电网综合负荷模型的影响三个方面。

文献[4]基于Digsilent仿真平台建立了适用于潮流分析、动态仿真的光伏发电系统模型,所建的微电网模型可准确模拟微电网并网控制模式,可用于实际微电网系统的并网运行分析。

文献[5]对微电网进行了建模,然后基于微电网各个子系统的数学模型,对微电源进行了控制策略的分析,主要分为以下三种控制方式:恒功率(P/Q)控制、电压频率(U/f)控制和下垂(Droop)控制控制。

2. 燃气轮机建模分析[6]海洋石油平台上的电源主要是燃气轮机,目前高速单轴结构燃气轮机是燃气轮机的主流产品,是最为常用的小型热电联产的动力机组。

当微电网中采用单轴高速结构的微型燃气轮机时,机组运行状态、控制方法等因素对其动态特性产生一定的影响,即可以按照给定的有功和无功进行控制,又可以方便地实现Ulf控制保证微电网孤岛运行时频率和电压的稳定性。

因此本文以燃气轮机为电源来进行建模,模型参数主要参考Rowen的单轴单循环重负荷微燃机模型[7]。

微型燃气轮机可大致分为燃烧供给系统、温度控制系统、速度与加速度控制系统、压缩机和透平系统等几个部分。

该模型已接近完善,需要指出的是,该模型[8]是基于以下条件建立的:(1) 该模型适用于暂态、稳态运行分析时,需忽略微燃机快速的动态变化,比如启动、停机或内部故障等过程。

(2) 由于能量回收器对模型动态响应时间的影响细微,故忽略其影响,不对其进行建模。

(3) 除温度控制采用有名值外,微燃机的模型及其他控制模块均采用标幺值。

温度控制系统与转速及加速度控制系统发出的各自的燃料需求信号,经过处理后得到燃料最低消耗信号,该信号进入燃料供给系统。

因为燃料泵的旋转速度、燃料压力均与燃气轮机的转子转速成正比关系,因此限幅后的值与转子的实际速度相乘,就得到实际燃料需求量信号。

此外由于燃气轮机是通过改变燃料量来控制转速的,因此通过速比阀与燃料控制阀的串联控制,可达到准确控制燃料流量的目的。

对于燃料量来说,燃烧室是一个延迟环节。

燃气轮机温度过高,直接决定着透平的安全性及系统寿命,因此燃气轮机温度也是一个很重要的控制参数。

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