PMS減載功能在伊拉克艾哈代布油田電站的應用

郭肆偉 王 康 遲化昌

中國石油伊拉克公司

PMS減載功能在伊拉克艾哈代布油田電站的應用

郭肆偉 王 康 遲化昌

中國石油伊拉克公司

隨著油田的滾動開發，電力系統的負荷不斷加大，對電力系統穩定運行的要求也越來越高。為了保障電站安全平穩運行，艾哈代布油田采用PMS電力系統進行電站管理。當總的電力負荷或電力運行參數超出了發電機的額定值時，PMS減載功能將按照用戶預先設定的優先級，依次切斷優先級較低的用電負荷，使總的電力負荷或電力參數控制在可接受的水平上。即使局部電力系統發生故障，PMS系統也能及時動作，迅速切斷優先級別較低的用電負荷，大大減少了停電事故的發生概率，為油田的長期穩定生產提供了有力保障。

電站；用電負荷；PMS減載；優先級設定

隨著油田的滾動開發，電力系統的負荷不斷加大，對電力系統穩定運行的要求也越來越高。為了保障電站安全平穩運行，艾哈代布油田采用PMS電力系統進行電站管理。

1 電站及用電負荷

伊拉克艾哈代布油田電站共安裝9臺發電機組，其中3臺雙燃料發電機以柴油和天然氣為燃料，6臺單燃料發電機以天然氣為燃料。單機裝機容量為6.5 MW，運行模式為7用2備。根據實際運行條件，在當地極端高溫天氣下單機最大輸出功率為6 MW，電站安全穩定運行時總發電功率為42 MW。

油田的用電負荷按區域劃分為油處理單元（OPS，含公用工程系統）、水處理單元（PWS）、氣處理單元（GPS）、原油外輸首站（IS）、油田電網（OHTL）和生活營地（CAMP）。氣處理單元包含5臺高壓壓縮機（HP），單機天然氣處理量為62.5×104m3/d，額定功率為2 300 kW，為發電機提供燃氣。

2 PMS減載功能

PMS減載面板可實時監控電站的負荷、電流、各斷路器的狀態和用戶的輸入參數，在必要時啟動減載功能。PMS減載功能包括以下7項：①低熱儲備報警；②高熱儲備報警；③大負荷啟動的許可與禁止；④發電機跳閘減載；⑤低熱儲備減載；⑥低頻減載；⑦高T5（發電機入口溫度）減載。

在任意情況下，當總的電力負荷或電力運行參數超出了發電機的額定值時，PMS減載功能將按照用戶預先設定的優先級，依次切斷優先級別較低的用電負荷，使總的電力負荷或電力參數控制在可接

受的水平上。

2.1 低熱儲備減載

當PMS系統檢測到總的熱儲備值低于用戶設定值并持續一定時間時，計算需要甩掉的載荷量，使熱儲備維持在設定值以上。

低熱儲備減載有3個獨立的觸發器，每個觸發器有獨立的熱儲備設定值和對應的延遲時間。當減載功能由于其中1個觸發器而啟動時，其他2個觸發器將會被鎖定2 s，以便系統有足夠的時間來減載。表1、圖1分別表示低熱儲備減載的三個觸發器設定值和動作邏輯。

圖1 低熱儲備減載動作邏輯

2.2 低頻減載

當電力系統頻率低于用戶設定值一定時間時，PMS系統將會啟動減載功能。低頻減載有4個相互獨立的觸發器，每個觸發器有5個設定值，分別是頻率（額定頻率百分比）、頻率下降速率、熱儲備、延遲時間和減載量。當頻率（額定頻率百分比）、頻率下降速率和熱儲備3個條件同時小于設定值時，計時器開始進行延遲計時，當延遲達到規定的時間后，減載功能將甩掉指定的載荷量。

表2、圖2分別表示低頻減載觸發器的設定參數和動作邏輯。表2中觸發器1表示當頻率低于99%，在任何頻率下降速率及任何熱儲備條件下，延遲10 s就可甩掉1 500 kW的載荷。圖2中，動作邏輯中只標出了頻率和延遲時間的邏輯關系（假定頻率下降速率和熱儲備均小于設定值）。

表2 低頻減載觸發器設定值

圖2 低頻減載動作邏輯

2.3 減載優先級設定

為了將減載動作對生產運行的影響降到最小，需要對用電負荷進行分類并設定不同的優先級，系統減載時按照用戶設定的優先級，從低到高依次減載。優先級為0的負荷是不能被甩掉的負荷，也稱為恒負荷。優先級為1的負荷優先級最低，最先被甩掉，然后依次是優先級為2、3、4、5、6……。

3 減載功能的應用

3.1 電力負荷的優先級設定

油處理系統和公用工程系統是整個油田的核心生產系統，在任何條件下都要優先保證其用電負荷。因此，將油處理系統和公用工程系統及其配套設施的用電負荷優先級設定為0級，即恒負荷。優先級為0級的用電負荷包含了以下用電負荷：①PP電站發電機輔助系統，負荷為600 kW；②冷卻水系統、消防系統、熱媒系統、儀表風系統，總負荷為400 kW；③油處理系統，負荷為1 500 kW；④水區一級增壓泵、生產水回收泵、污油回收泵、污泥泵，總負荷為400 kW。其中①、②、③在進行負荷計算時合并入OPS系統。

另外，為保證發電機的正常燃氣供應，2臺在運高壓壓縮機被設定為最高級別，在最后進行負荷卸載。結合發電機的運行狀況，將減載的優先級劃分為6個級別，各用電設施的減載優先級設定見表3。

表3 用電設施負荷卸載優先級kW

3.2 PMS動態管理

對于同一設施存在多個優先級時，由于設施的啟停工況會根據運行狀態進行調整，為保證PMS系統減載功能準確動作，必須在設施運行管理與PMS優先級設定之間建立及時有效的溝通機制。當設施運行狀態發生變化時及時調整PMS系統中對應的減載優先級，實現兩者之間的聯動調整，從而實現PMS系統的動態管理。

4 結論

PMS系統的應用提高了艾哈代布油田電力系統應對突發故障的能力，即使局部電力系統發生故障，PMS系統也能及時動作，迅速切斷優先級別較低的用電負荷，大大減少了停電事故的發生概率，為油田的長期穩定生產提供了有力保障，也產生了良好的經濟效益。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.038

郭肆偉：工程師，2003年畢業于大連理工大學化工機械專業，從事油氣田地面工程建設工作。

2015-03-13

（010）62098059、guosiwei@petroalwaha.com