戴金花
安科瑞電氣股份有限公司 201801
1概述
目前，我國(guó)石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬(wàn)臺(tái)以上，電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，每年耗電逾100億千瓦時(shí)。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，在我國(guó)平均效率為25.96%，而國(guó)外平均水平為30.05%，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時(shí);注水泵也是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，節(jié)能潛力十分巨大，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作效率同樣關(guān)系到整個(gè)油田的經(jīng)濟(jì)效益。
基于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀，必須利用能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行用電精細(xì)化管理，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造、節(jié)能評(píng)測(cè)、優(yōu)化管理、能源審計(jì)的實(shí)施基礎(chǔ)，本文介紹了我國(guó)勝利油田改造項(xiàng)目中利用的一套安科瑞能耗管理系統(tǒng)，實(shí)施證明能耗分析管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)利用將長(zhǎng)期對(duì)油田生產(chǎn)設(shè)備用電質(zhì)量、能源消耗、設(shè)備安全運(yùn)行等核心用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)分析決策，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理，可持續(xù)生產(chǎn)的目的
2油田生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料：油田企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒(méi)有能源監(jiān)測(cè)及維護(hù)計(jì)劃，每年12%的能源損耗源于沒(méi)有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過(guò)程中廣泛采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)(DCS，SCADA)外，能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監(jiān)測(cè)、管理體系，實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過(guò)程的信息化、可視化、可控化，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過(guò)程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。
油田生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng)，包括油、氣、水、電四大類(lèi)耗能。本能耗分析管理系統(tǒng)主要圍繞電量計(jì)量和重點(diǎn)能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開(kāi)。其中電量計(jì)量主要包括對(duì)各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計(jì)量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
3能耗管理分析系統(tǒng)在在勝利油田改造項(xiàng)目中的應(yīng)用
3.1項(xiàng)目概況：
勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn)，已安全運(yùn)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(jìn)線，有6臺(tái)1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負(fù)荷用戶(hù)，主要包括網(wǎng)絡(luò)二樓處理機(jī)房機(jī)群及其配套用電設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)三樓解釋機(jī)房、局域網(wǎng)服務(wù)器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機(jī)房計(jì)算機(jī)及其配套用電設(shè)備;綜合樓處理和解釋機(jī)房用電設(shè)備;制冷機(jī)組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn)，生活用電。
高、低壓一次設(shè)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(kù)定義系統(tǒng)，所用備件多，通訊線接點(diǎn)多，易出故障，操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0，應(yīng)用、維護(hù)起來(lái)比較繁瑣。近幾年來(lái)隨著全院電力負(fù)荷的增加和SP2機(jī)群的擴(kuò)容，變壓器容量和配電回路開(kāi)關(guān)的容量和數(shù)量已不能滿(mǎn)足當(dāng)前用電負(fù)荷的需求，并且設(shè)備嚴(yán)重老化，斷路器分?jǐn)嗄芰Σ?另外，供電公司正在進(jìn)行油田線路升壓，原6KV進(jìn)線已升為10KV，原低壓母線和變壓器出線開(kāi)關(guān)容量不夠，電容補(bǔ)償柜也已老化，起不到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩榱吮ＷC全院科研、生產(chǎn)的正常運(yùn)行，我們對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1、數(shù)據(jù)采集層：通過(guò)安裝在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表，實(shí)施對(duì)負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功無(wú)功電能、諧波、環(huán)境與開(kāi)關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測(cè)對(duì)象包括：電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。同時(shí)也可以對(duì)用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等，通過(guò)電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現(xiàn)場(chǎng)智能數(shù)據(jù)采集，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求，采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶(hù)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(luò)：通過(guò)在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無(wú)需遠(yuǎn)距離布線，施工簡(jiǎn)單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)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(wú)線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)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(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制等;并可將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
3.3 設(shè)備參數(shù)列表
3.4系統(tǒng)功能
3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)由能源監(jiān)控平臺(tái)、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成，本系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能為水，電耗的集抄。
3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(wú)需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成，能量監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)包含豐富的功能，能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝?lèi)能源(電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
3.4.3系統(tǒng)采集來(lái)自智能測(cè)控單元裝置送來(lái)的參數(shù)，包括每個(gè)用電回路的實(shí)時(shí)電能值和各種告警信息，各水表的用水量等，并實(shí)時(shí)顯示采集上來(lái)的各個(gè)參數(shù)。
3.4.4各能源管理組逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值報(bào)告，幫助用戶(hù)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(yuǎn)程瀏覽，不同的能源管理部門(mén)可在不同的地點(diǎn)同時(shí)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(lèi)、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類(lèi)、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級(jí)數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級(jí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)具備良好的開(kāi)放性，可對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行功能擴(kuò)展，在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶(hù)定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能，負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶(hù)或供用戶(hù)查詢(xún);系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
3.5.3用能情況的同、環(huán)比分析
對(duì)各分類(lèi)、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析。可預(yù)置、顯示、查詢(xún)和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖3。
3.5.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對(duì)分類(lèi)、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后，可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等，實(shí)時(shí)反映和對(duì)比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢(shì)和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總，并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢(xún)和打印。界面如圖4。
圖1 分類(lèi)、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 圖2 能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
圖3 用能情況的同、環(huán)比分析 圖4 建筑能耗數(shù)據(jù)分析
3.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。基于.Net平臺(tái)，使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開(kāi)發(fā)，可通過(guò)Internet訪問(wèn)，具有跨平臺(tái)的特性，用戶(hù)可通過(guò)各種移動(dòng)終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問(wèn)。界面如圖5。
圖5 跨平臺(tái)跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)
4結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了對(duì)油田生產(chǎn)系統(tǒng)電量能耗數(shù)據(jù)及應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容的能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的節(jié)能信息管理網(wǎng)頁(yè)。通過(guò)本系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)有以下的結(jié)論和認(rèn)識(shí)：
通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)軟件的投入使用使得油田系統(tǒng)用電的實(shí)際情況和變化趨勢(shì)變得一目了然，大大節(jié)省了工作人員的人力負(fù)擔(dān)，可以及時(shí)高效地反映電力等各方面負(fù)荷變化情況。
綜上所述，本系統(tǒng)是一套靈活、高效的集采集、傳輸、加工、存儲(chǔ)和使用等一體化的電力能耗管理平臺(tái)。系統(tǒng)對(duì)耗電及重點(diǎn)能耗設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，使節(jié)能管理人員能夠方便實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)耗能的變化情況，對(duì)于數(shù)據(jù)反映出的問(wèn)題及時(shí)做出判斷，提出科學(xué)合理的節(jié)能解決方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)效節(jié)能。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 龍惟定.建筑節(jié)能與建筑能效管理.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005
[2] 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2013.01.版
作者簡(jiǎn)介：
戴金花，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，Email: 2880157871@qq.com 手機(jī)：15052183915 QQ:2880157871
