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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。