论文部分内容阅读
摘 要： 目前油田吨油成本中，电费支出约占生产成本的三分之一，抽油机用电量约占总用电量的40%，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。油田在稳产的基础上，节能、增效、增产、降耗，显得更为重要。因此開展抽油机风网互补智能供电系统试验对于抽油机供电，实现充分利用风能，大幅降低对电力的需求，实现真正的“绿色油田”具有重要现实意义。
关键词： 风力发电；抽油机举升；节能环保
【中图分类号】 TP27 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）05-0229-01
1.概况
笔架领油田位于辽东湾北部大凌河入海口附近，由浅海、海滩和陆滩三部分组成。该区海滩平缓，陆滩低洼，潮沟、冲沟发育多变，自然地理条件复杂。经过多年的生产，相当规模的油井已由开发初期自喷生产转为依靠人工举升方式生产，不断降低的产量输出与持续增加的产能消耗的矛盾日益显现，如何节能降低损耗是油田长期以来需要解决的重要课题。
2.风能资源评定
区块位于辽东湾的顶部，离盘锦海洋站和鲅鱼圈海洋站最近，因此利用海洋站的资料说明本区的常风向和频率变化。由海洋站资料可知，该区以SSW向风最多，年频率达24%。全年中，共有9个月的常风向为SSW向；年平均风速为5.8m/s，1990～1992年期间最大风速为23.0m/s；多年平均大于6级风的大风日数为94.0天，大于8级的大风日数为49.5天。
3.风网互补智能供电系统
3.1系统组成及原理。
非并网风/网互补智能供电系统，主要由风力发电机组、互补智能控制系统、高效智能缓存系统、整流器、直流变换器等组成。
风力发电机发出来的交流电，经整流后为直流电，进入到非并网风/网互补智能控制系统，与网电整流后的直流电进行互补，同步给负载供电。如果负载需要直流电，系统直接将直流电输出供给负载；如果负载需要交流电，系统自动将直流电逆变为交流电供给负载。当风力发电机输出功率大于负载工作功率时，完全由风电供电，多余部分由风电功率平衡模块消纳；当风力发电机输出功率小于负载工作功率时，不管风力发电机输出功率大少（只要有电），都以风电发电量的多少为基数，与网电同步给负载供电，保证风电100%使用。
该系统具有自适应、自学习功能，可以根据不同抽油机和风力发电机实际运行情况，自动调整相关参数，达到最佳节能效果。
3.2 主要单元设备设计。
整个风力发电机组主要由两大部分组成：风力机组主体和塔杆（包括基础）。风力机组主体部分主要由风轮、发电机、回转体、风速传感及刹车控制系统等组成；塔杆标配高度为23米，为高强砼杆塔，成本比同等高度和强度钢杆塔降低1/3。
3.2.3 非并网风网互补智能控制器。
为了确保风电机组的安全运行，智能控制器需要具备如下基本功能：（1）自动开停机控制，在控制器上设置一个自动开机和手动开机的切换开关，当系统需要采用自动开机模式时，可直接将该切换开关打至自动挡，当系统采用手动开机时，将该切换开关置手动挡。（2）自动刹车控制，分为人工强制刹车、过风速刹车、过电压刹车和网电掉电刹车四种情况。
当风力发电机输出功率小于负载工作功率时，风电与网电同步给负载供电，风电100%使用完；当风力发电机输出功率大于负载工作功率时，完全由风电供电，多余部分则需要由卸荷电阻消耗掉，否则风轮会加速，系统电压升高，导致系统运行不稳定，容易出现故障。
4.经济效益与社会效益评价
4.1 经济效益预测。
因未来的电价调整不可预期，对其进行经济效益预测时，以目前的电价为基数进行预测。
累发电量： 29675 KWH（2012.12.1—2013.3.31）；
折算年发电量： 90260 KWH；
使用年限内折算累发电量： 1805229 KWH（设计使用年限为20年）；
初期投入： 80.0 万元；
折算累计产出： 123.01万元 （按当前电价0.6819元/度计）；
折算累计投入产出比： 1 ： 1.54 。
4.2社会效益预测。
按照IPCC标准计算，1度（KWH）电相应于0.37Kg标准煤，排放0.872Kg二氧化碳（CO2）、排放0.0263Kg二氧化硫（SO2）、排放0.0131Kg氮氧化物（NOX）、产生0.238Kg碳粉尘。
累计节省标准煤： 667935.0 KG
累计减少二氧化碳（CO2）排放： 1574159.7 KG
累计减少二氧化硫（SO2）排放： 47477.5 KG
累计减少氮氧化物（NOX）排放： 23648.5 KG
累计减少碳粉尘排放： 429644.5KG
5.结论与认识
（1）风网互补智能供电系统的安装，收到了良好的经济效益和巨大的社会效益。为边际、低效油田的进一步开采、稳产，开辟了一条节能、增效、增产、降耗的新路。因此，利用抽油机风网互补智能供电系统对抽油机供电，实现充分利用风能，大幅降低对网电电力的需求，实现真正的“绿色油田”具有重要现实意义。
（2）从区域位置和风场资料调查分析看，该地域风能资源量丰富，适宜开发利用风力发电系统。
（3）风力系统初期投入较大，资金回收期较长，但考虑其经济效益的同时应该重视社会效益的关键作用。
关键词： 风力发电；抽油机举升；节能环保
【中图分类号】 TP27 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）05-0229-01
1.概况
笔架领油田位于辽东湾北部大凌河入海口附近，由浅海、海滩和陆滩三部分组成。该区海滩平缓，陆滩低洼，潮沟、冲沟发育多变，自然地理条件复杂。经过多年的生产，相当规模的油井已由开发初期自喷生产转为依靠人工举升方式生产，不断降低的产量输出与持续增加的产能消耗的矛盾日益显现，如何节能降低损耗是油田长期以来需要解决的重要课题。
2.风能资源评定
区块位于辽东湾的顶部，离盘锦海洋站和鲅鱼圈海洋站最近，因此利用海洋站的资料说明本区的常风向和频率变化。由海洋站资料可知，该区以SSW向风最多，年频率达24%。全年中，共有9个月的常风向为SSW向；年平均风速为5.8m/s，1990～1992年期间最大风速为23.0m/s；多年平均大于6级风的大风日数为94.0天，大于8级的大风日数为49.5天。
3.风网互补智能供电系统
3.1系统组成及原理。
非并网风/网互补智能供电系统，主要由风力发电机组、互补智能控制系统、高效智能缓存系统、整流器、直流变换器等组成。
风力发电机发出来的交流电，经整流后为直流电，进入到非并网风/网互补智能控制系统，与网电整流后的直流电进行互补，同步给负载供电。如果负载需要直流电，系统直接将直流电输出供给负载；如果负载需要交流电，系统自动将直流电逆变为交流电供给负载。当风力发电机输出功率大于负载工作功率时，完全由风电供电，多余部分由风电功率平衡模块消纳；当风力发电机输出功率小于负载工作功率时，不管风力发电机输出功率大少（只要有电），都以风电发电量的多少为基数，与网电同步给负载供电，保证风电100%使用。
该系统具有自适应、自学习功能，可以根据不同抽油机和风力发电机实际运行情况，自动调整相关参数，达到最佳节能效果。
3.2 主要单元设备设计。
整个风力发电机组主要由两大部分组成：风力机组主体和塔杆（包括基础）。风力机组主体部分主要由风轮、发电机、回转体、风速传感及刹车控制系统等组成；塔杆标配高度为23米，为高强砼杆塔，成本比同等高度和强度钢杆塔降低1/3。
3.2.3 非并网风网互补智能控制器。
为了确保风电机组的安全运行，智能控制器需要具备如下基本功能：（1）自动开停机控制，在控制器上设置一个自动开机和手动开机的切换开关，当系统需要采用自动开机模式时，可直接将该切换开关打至自动挡，当系统采用手动开机时，将该切换开关置手动挡。（2）自动刹车控制，分为人工强制刹车、过风速刹车、过电压刹车和网电掉电刹车四种情况。
当风力发电机输出功率小于负载工作功率时，风电与网电同步给负载供电，风电100%使用完；当风力发电机输出功率大于负载工作功率时，完全由风电供电，多余部分则需要由卸荷电阻消耗掉，否则风轮会加速，系统电压升高，导致系统运行不稳定，容易出现故障。
4.经济效益与社会效益评价
4.1 经济效益预测。
因未来的电价调整不可预期，对其进行经济效益预测时，以目前的电价为基数进行预测。
累发电量： 29675 KWH（2012.12.1—2013.3.31）；
折算年发电量： 90260 KWH；
使用年限内折算累发电量： 1805229 KWH（设计使用年限为20年）；
初期投入： 80.0 万元；
折算累计产出： 123.01万元 （按当前电价0.6819元/度计）；
折算累计投入产出比： 1 ： 1.54 。
4.2社会效益预测。
按照IPCC标准计算，1度（KWH）电相应于0.37Kg标准煤，排放0.872Kg二氧化碳（CO2）、排放0.0263Kg二氧化硫（SO2）、排放0.0131Kg氮氧化物（NOX）、产生0.238Kg碳粉尘。
累计节省标准煤： 667935.0 KG
累计减少二氧化碳（CO2）排放： 1574159.7 KG
累计减少二氧化硫（SO2）排放： 47477.5 KG
累计减少氮氧化物（NOX）排放： 23648.5 KG
累计减少碳粉尘排放： 429644.5KG
5.结论与认识
（1）风网互补智能供电系统的安装，收到了良好的经济效益和巨大的社会效益。为边际、低效油田的进一步开采、稳产，开辟了一条节能、增效、增产、降耗的新路。因此，利用抽油机风网互补智能供电系统对抽油机供电，实现充分利用风能，大幅降低对网电电力的需求，实现真正的“绿色油田”具有重要现实意义。
（2）从区域位置和风场资料调查分析看，该地域风能资源量丰富，适宜开发利用风力发电系统。
（3）风力系统初期投入较大，资金回收期较长，但考虑其经济效益的同时应该重视社会效益的关键作用。