EMS電力組網在歧口18—1綜合調整項目的應用

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公司EMS（Energy Management System）電力組網系統。QK17-2 WHP3平臺配置4臺額定容量均為1 500 kW的往復式雙燃料發電機、QK18-1 APP平臺配置3臺額定容量均為1 500 kW的往復式雙燃料發電機，這7臺柴油機由日本新瀉鐵公司生產，均配備廠家自身所帶的非通用性型的控制系統，無法進行數據通訊和程序修改。QK18-1 PAPA平臺配置2臺ISO功率均為5 700 kW的透平發電機，由Solar Turbines公司生產，機組采用的控制模塊為AB公司1756系列處理器，具備以太網和RS485通訊接口。針對該微電網的特殊性，EMS很好地解決了該微電網2臺Solar透平發電機與7臺新瀉雙燃料柴油機之間的有功功率、無功功率的配合問題，確保了該微電網的安全穩定控制。該EMS的實施增加了供電可靠性，減少了發電機組備用容量并節省了投資，具有很大的推廣價值。

關鍵詞：EMS 微電網 安穩控制 綜合調整

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：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，其設備均已投產使用，QK18-1 PAPA和QK17-2PAPB平臺為新建平臺，此次EMS電力組網涉及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平臺不設發電機，其余3個平臺均為動力平臺，其中，QK17-2 WHP3平臺有4臺新瀉柴油發電機組，QK18-1 APP平臺有3臺新瀉柴油發電機組，各電站間相對獨立，均有1臺冷備機組用于日常倒機保養，QK18-1 PAPA平臺設3臺索拉透平發電機。根據油田發展需要，需要QK17-2 WHP3平臺、QK18-1 APP平臺、QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA 平臺進行EMS電力組網，QK18-1 PAPA平臺通過聯絡變壓器與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網，電纜距離約為15.1 km。

1 EMS電力組網方案

整個系統共有10臺發電機，分別裝于3個平臺上，QK18-1 PAPA平臺上設1座主電站，包括2臺ISO功率為5 670 kW燃氣透平發電機，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電纜和15.1 km，35 kV，3×70 mm2的海底復合電纜與QK18-1 APP平臺及QK17-2 WHP3平臺電力組網。QK18-1 PAPA平臺上設2臺6.3/0.4 kV，3 150 kVA變壓器為本平臺上的低壓設備供電。QK17-2 PAPB平臺上設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，1臺為本平臺上設備供電。

EMS電力組網后的一次系統圖簡化示意圖如下所示。（見圖1）

EMS系統框圖如圖2所示。

2 EMS電力組網的功能

歧口18-1綜合調整項目4個平臺EMS電力組網后電站并網后實現了對全電網監視和控制，同時具備如下主要功能：數據采集和安全監視（SCADA）；電網參數監視和報警；各發電機有功功率分配及頻率調節；各發電機無功功率分配及頻率調節；電網（機組）熱備用的計算、管理及實施；各發電機的調度管理；大負載啟動抑制和管理功能；斷路器監視和控制；電網潮流；可卸載設備在上位機上設定為N個卸載級別，級別越低，越優先卸載；優先脫扣；電網（電站）黑啟動功能；電網突增、突卸負荷等電網暫態管理功能；故障錄波。

3 EMS電力組網的優點

歧口18-1綜合調整項目4個平臺EMS電力組網后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，減少停產以及黑網的事故，并增加大型負荷啟動備用容量，承受較大的沖擊負荷，增強電網抵抗事故能力，有利于改善提高電能質量，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組，減少新增備用機組，節省投資及運行維護成本，經濟效益明顯。

4 項目創新點

2013年8月21日，歧口18-1油田綜合調整工程項目新建PAPA平臺透平發電機和歧口18-1平臺3臺柴油發電機及歧口17-2平臺上的4臺柴油發電機安全平穩組網，這為渤海油田今后實現多油田、多機組網開辟了一條新路，是我國海上油田第一次透平燃氣發電機與柴油發電機這兩種不同機組之間的組網運行的成功案例。

此次電力組網是在新增的透平發電機（5 700 kW）與運行了近20年的柴油發電機（1 500 kW）之間進行，發電機性能參數差異較大，此種類型的電力組網在國內尚無經驗可借鑒。相關人員在組網調試過程中實時多點位、多方式監測電網運行情況，對異常情況實時修正，成功完成了此次組網調試工作。

由于原7臺柴油機均配備廠家自身所帶的非通用性型的控制系統，無法進行數據通訊和程序修改，為實現此次并網，必須對原柴油機的調壓及勵磁系統進行改造以滿足EMS電力組網的需求，是迄今為止我國海上油田第一次對柴油發電機的調壓和勵磁系統進行EMS電力組網的適應性改造并一次成功的案例。

5 結語

歧口18-1綜合調整項目成功實現電力組網后，EMS實現了電力調節功能，當某個電站因天然氣氣量不足，致使發電量減少時，無須改用燃油發電，可以直接從電網上調電；天然氣氣量大的平臺電站，則盡可能地利用天然氣多發電。這樣，天然氣資源可得到更加充分地利用，減少放空燃燒，系統發電效率更高。

歧口18-1綜合調整項目EMS電力組網的成功投運正在轉變渤海油田現行生產方式，按照“和諧渤海、清潔油田”的整體發展布局，渤海油田未來要建成“油、氣、電”三張大網。目前，渤海油田按照資源利用率最高、發電效率最高、供電最穩定的原則，對海上油田進行供電區域劃分，探索集中供電、岸電集中送電等多種供電模式，以逐步實現全油田或者分區域的綜合型電網布局。

參考文獻

[1] 周新剛，呂應剛，李毅，等.海上電力孤島組網工程技術[M].北京：清華大學出版社，2013.

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