建設能源管控中心平臺，實現企業提質增效

孫召龍，孫秀玲，安學先，李萍，郭金枝

（中國石化勝利油田分公司現河采油廠，山東東營 257001）

現河采油廠能耗管理目前仍以月度統計為主，設備耗能狀況無法實時監控，能耗信息管理相對滯后，出現問題響應不及時；機采系統、注水系統、集輸系統、供電系統設備的能源利用狀況評價，用能診斷及優化調控建議措施等仍依靠人工進行，不能實現在線診斷及實時調控，耗能系統、設備能源診斷的事后控制存在一定的局限性及滯后性；由于“四化”分批建設、分批投產等原因，部分設備、站點能源消耗參數也不完善，所以急切需要建設一套能源管控中心來提升能源利用效率和管理水平，達到企業節能降耗的目的。為此，油田選擇節能基礎較好、“四化”建設較完善的郝現管理區進行試點建設工作。

1 能源管控中心技術架構

1.1 建設目標

在已建的信息化建設成果基礎上，建成“能耗展示、能效報警、能效評價、能效優化、統計查詢”5個功能模塊，與已建生產指揮等系統進行集成、整合，實現“能流可視化、在線可優化、能效最大化”的能源管控中心系統。

1.2 建設思路

運用“PDCA”管理理念，對5大模塊進行功能定位。能耗展示模塊主要是能耗計劃量、實耗量的展示；能效報警先檢查再報警，是短周期檢查識別，能效評價模塊是長周期的檢查識別；能效優化即整改與提升；統計查詢為公共模塊。最終實現能源管控的閉環管理，能源管控中心建設思路詳見圖1。

圖1 能源管控中心建設思路

1.3 主要技術路線

以油田企業為例介紹能源管控中心建設的主要方法，油田企業管理層級包括分公司、采油廠、管理區三級，要考慮分公司、采油廠、管理區的各方面需求。從油田層面開發能源管控模型，通過建立“三層能耗主體、二套指標體系、四級責任主體”框架模型，確定各級責任主體的職責，梳理能耗指標、參數，劃分能耗主體，建成簡潔、實用、高效的能源管控系統，并將能源管控系統集成至生產指揮平臺，實現“能流可視化、在線可優化、能效最大化”，形成集生產指揮、能源管控于一體的指揮平臺。

2 主要方法體系研究

2.1 指標體系研究

通過建立指標體系，將郝現管理區的生產系統、生產單元、用能設備的各類能耗指標界定清晰，為軟件編制做好基礎。

指標體系包括基礎參數、復合指標。基礎參數是儀表直采參數、數據，復合指標是使用基礎參數計算得到的數據。

基礎參數包括能耗參數、實物量參數、分類參數、生產參數共399項，其中能耗參數167項，實物量參數13項，分類參數117項，生產參數102項。復合指標共計21個。

2.2 三層能耗主體

三層能耗主體包括系統、單元、設備。系統是指機采系統、注入系統、集輸系統、電網運行和其他。單元包括油井、計量站、接轉站、聯合站。設備包括電機、抽油機、變壓器、輸油泵、注入泵、增壓泵等耗能設備。

2.3 四級責任主體

項目以郝現管理區為試點，從油田層面開發能源管控模型，分公司、采油廠、管理區、班站是耗能的四級責任主體。從各級責任主體工作的側重點出發，確定各自的功能職責。

分公司級定位于能耗展示、能效評價；采油廠級定位于動態分析、協調組織；管理區級定位于日常管理，能效優化。班組主要職責是能源數據采集、節能措施執行、能耗設備管理，日常工作由管理區安排，能源管理職責歸屬于管理區。

3 軟件系統開發

3.1 總體架構

能源管控中心作為生產指揮平臺生產管理模塊的一個子模塊，主要包括能耗監控、預警報警、能效評價、能效優化、統計分析等功能。采用生產指揮平臺統一的認證方式，集成至生產指揮系統，在底層上共享采集的生產設備信息，應用上與平臺相關功能整合，做到方便用戶操作，提供更多更全面的生產數據信息。

能源管控中心模塊建設依托于油田云服務框架，技術架構如圖2所示。

3.2 模塊功能定位

圖2 能源管控中心技術架構

首先明確能耗展示、能效報警、能效評價、能效優化、統計查詢五個功能模塊的定位和思路。

1）能耗展示

定位：實時跟蹤能效狀況。

思路：覆蓋全部設備類型，實時取全基本指標。能耗展示模塊能夠實現區域內各類能源各個節點的能效狀態監控，對能源利用情況進行直觀、生動展示，達到“能流可視化”的目的。

2）能效報警

定位：發現能效異常情況。

思路：選擇報警指標，制定報警規則，設置指標閾值，支撐生產運行。根據采集的數據，通過對趨勢預測、功能變化、波動異常診斷等分析，預測可能存在的問題與后果。在確定報警預警的原因后，能夠通知相關人員及時采取措施，并對采取的措施情況進行跟蹤評價。該部分內容與郝現管理區已經試點的生產即時通項目銜接，措施處置與跟蹤在生產即時通中配置實現。

例如，機采系統示功圖參數進行在線采集與分析，如功圖圖形、載荷差變化較大，則系統報警；由工人現場確認出現的問題，并及時處理。

3）能效評價

定位：能效水平分級。

思路：比標準、比計劃、比先進、比進步。以對標提升為手段，以設施設備、組織機構為主體，將能耗實際水平與能耗標準對比，與計劃指標對比，與同類主體對比，與自身歷史對比，抓兩頭帶中間，以先進促后進。在子功能設置上，該模塊主要分為標準評價模塊（比標準）、總量評價模塊（比計劃）和對標評價模塊（比先進、比進步）三個子模塊。

4）能效優化

定位：能效決策輔助。

思路：設備優化、系統優化、智能優化。以實時數據為基礎，以節約電、天然氣為重點，依托現有成熟節能技術及新型節能技術，建立一套分專業的能效分析模板和工具，兼顧操作性與創新性，從易到難、從單體到系統，針對單臺設施設備實現設備優化，針對聯網一體的設施設備實現系統優化，基于大數據積累實現智能優化，輔助節能潛力分析和方案制定，提高節能方案的決策水平。

按照優化對象，該模塊分為確定優化對象、優化方案制定、優化方案審批、優化方案執行和優化效果評價等五個子模塊。

5）統計查詢

定位：能效統計查詢。

思路：做全報表設計，支撐靈活查詢。根據能源種類、設備類型、行政單位等因素對各種能耗進行分類統計。能源種類分為電、天然氣等；設備類型有抽油機、電泵、螺桿泵、外輸泵、加熱爐、三相分離器、注水泵等；行政單位包括勝利油田分公司、現河采油廠、郝現管理區、基層注采站。

3.3 節能技術為支撐

能源管控中心建設主要依托六大節能技術，即能源動力監控技術、主動自我管理技術、系統能源診斷技術、多模型優化技術、動力系統管理技術、一體化綜合集成技術。

4 節能效果

能源管控中心投用后，可顯著提高郝現管理區能源管理水平和生產運行效率，預計郝現管理區年可節約電量215.05萬kW·h，節約天然氣4.03萬m3，通過能效預警、報警、能效優化等功能，可達到降低設備運行故障、減少故障損失、提高主要耗能設備的運行效率等，預計年經濟效益182.29萬元。

5 結論

郝現管理區能源管控中心作為勝利油田建設的首家能源管控中心示范區，實現節能目標管理、能效對標管理、能源計量和統計、能效分析等功能，改進和優化能源平衡，能源規劃的同時，還能夠有效支撐企業實施節能技術改造等技術改造工作可行性研究，為勝利油田實施推廣能源管控中心起到引領作用。