關于油田系統(tǒng)能耗管理解決方案的應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801

1概述

目前，我國石油化工行業(yè)中抽油機的保有量在10萬臺以上，電動機裝機總容量在3500MW，每年耗電逾100億千瓦時。抽油機的運行效率特別低，在我國平均效率為25.96%，而國外平均水平為30.05%，年節(jié)能潛力可達幾十億千瓦時；注水泵也是油田生產的重要設備，節(jié)能潛力十分巨大，它的正常運轉和工作效率同樣關系到整個油田的經濟效益。

基于油田生產系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀，利用能效監(jiān)測系統(tǒng)進行用電精細化管理，實時動態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產企業(yè)進行節(jié)能改造、節(jié)能評測、優(yōu)化管理、能源審計的實施基礎，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設備用電質量、能源消耗、設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，zui終實現(xiàn)節(jié)能管理，可持續(xù)生產的目的

2油田生產系統(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)達國家企業(yè)除了生產過程中廣泛采用計算機監(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)代計算機技術、網(wǎng)絡通信技術和分布式控制技術，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)生產過程中能源消耗的結構、過程及要素進行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。

油田生產單位的主要能耗集中在機采、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能耗設備（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、機采電量以及各變電所計量設備電量、線路電量數(shù)據(jù)進行動態(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用

3.1項目概況：

 　　勝利油田物探院配電室于1992年建成投產，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進線，有6臺1250KVA有載調壓變壓器。物探院屬于重要電力負荷用戶，主要包括網(wǎng)絡二樓處理機房機群及其配套用電設備；網(wǎng)絡三樓解釋機房、局域網(wǎng)服務器及其配套用電設備、局信息中心ERP機房計算機及其配套用電設備；綜合樓處理和解釋機房用電設備；制冷機組及其配套用電設備以及全院的生產，生活用電。

　　高、低壓一次設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，應用、維護起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負荷的增加和SP2機群的擴容，變壓器容量和配電回路開關的容量和數(shù)量已不能滿足當前用電負荷的需求，并且設備嚴重老化，斷路器分斷能力差；另外，供電公司正在進行油田線路升壓，原6KV進線已升為10KV，原低壓母線和變壓器出線開關容量不夠，電容補償柜也已老化，起不到無功補償?shù)淖饔?。為了保證全院科研、生產的正常運行，我們對原系統(tǒng)進行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。

3.2組網(wǎng)結構

本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、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：電力需求側中低壓饋線回路、主要耗能機電設備、廠房（生活區(qū)）其他耗能設施。同時也可以對用水量、用氣量、熱量、投料量、產量等，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：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，實時采集能耗計量儀表的數(shù)據(jù)，并且通過TCP/IP網(wǎng)絡傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠距離布線，施工簡單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關提供多種接入方式，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、授權使用權限分級控制等；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 設備參數(shù)列表

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、多功能電表、通訊轉換器、遠程水表等設備組成，本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能為水，電耗的集抄。

3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡架構下的電力、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，能夠對建筑物或建筑群中各類能源（電、水）進行分別統(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，可對用戶需求進行功能擴展，在基本分析功能的基礎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，負責報警及事件的傳送、報警確認及報警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢；系統(tǒng)具備權限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設置等功能。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（標準煤量或千瓦時）和單位面積能耗（標準煤量或千瓦時）進行按月、年同比或環(huán)比分析。可預置、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行逐日、逐月、逐年匯總，并以坐標曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。

3.6.5 遠程網(wǎng)絡訪問功能

系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進行遠程網(wǎng)絡訪問。基于.Net平臺，使用ASP.Net、JQuery技術開發(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、手機等）訪問。界面如圖5。

圖5 跨平臺跨網(wǎng)絡數(shù)據(jù)訪問

4結語

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

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擔，可以及時地反映電力等各方面負荷變化情況。

綜上所述，本系統(tǒng)是一套靈活、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)對耗電及能耗設備運行情況進行動態(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，提出科學合理的節(jié)能解決方案，實現(xiàn)實效節(jié)能。

作者簡介：

徐霜，女，本科，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，: acrelxs  :

【參考文獻】

［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品手冊.2013.01.版

《建筑能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)設計與應用圖集》（圖集號：ACR12CDX301）由安科瑞電氣股份有限公司及山東省建筑電氣技術情報網(wǎng)主編，本圖集結合安科瑞Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)，依據(jù)電氣設計規(guī)范，滿足國家機關辦公建筑和公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設的要求，達到綠色建筑用能管理科學化、數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)綠色建筑節(jié)能降耗的目的。圖集適用于新建或改擴建的國家機關辦公建筑和公共建筑的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設計、施工和運行維護。凡需要圖集的請?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、、、、等信息，傳真、郵件acrelxs或:至安科瑞徐霜工程師收，安科瑞電氣免費贈送。