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摘 要：该文介绍了中海石油（中国）有限公司天津分公司渤西作业公司EMS（Energy Management System）电力组网系统。QK17-2 WHP3平台配置4台额定容量均为1 500 kW的往复式双燃料发电机、QK18-1 APP平台配置3台额定容量均为1 500 kW的往复式双燃料发电机，这7台柴油机由日本新泻铁公司生产，均配备厂家自身所带的非通用性型的控制系统，无法进行数据通讯和程序修改。QK18-1 PAPA平台配置2台ISO功率均为5 700 kW的透平发电机，由Solar Turbines公司生产，机组采用的控制模块为AB公司1756系列处理器，具备以太网和RS485通讯接口。针对该微电网的特殊性，EMS很好地解决了该微电网2台Solar透平发电机与7台新泻双燃料柴油机之间的有功功率、无功功率的配合问题，确保了该微电网的安全稳定控制。该EMS的实施增加了供电可靠性，减少了发电机组备用容量并节省了投资，具有很大的推广价值。
关键词：EMS 微电网 安稳控制 综合调整
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0117-02
WHP3和QK18-1 APP平台均为原先已有平台，其设备均已投产使用，QK18-1 PAPA和QK17-2PAPB平台为新建平台，此次EMS电力组网涉及QK17-2 WHP3、QK18-1 APP两个旧平台及QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA两个新平台，共4个平台，其中QK17-2 PAPB平台不设发电机，其余3个平台均为动力平台，其中，QK17-2 WHP3平台有4台新泻柴油发电机组，QK18-1 APP平台有3台新泻柴油发电机组，各电站间相对独立，均有1台冷备机组用于日常倒机保养，QK18-1 PAPA平台设3台索拉透平发电机。根据油田发展需要，需要QK17-2 WHP3平台、QK18-1 APP平台、QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA 平台进行EMS电力组网，QK18-1 PAPA平台通过联络变压器与QK18-1 APP平台相连，QK17-2 PAPB平台与QK17-2 WHP3平台通过栈桥相连，QK18-1 PAPA 平台与QK17-2 PAPB平台通过海底电缆联网，电缆距离约为15.1 km。
1 EMS电力组网方案
整个系统共有10台发电机，分别装于3个平台上，QK18-1 PAPA平台上设1座主电站，包括2台ISO功率为5 670 kW燃气透平发电机，6.3 kV，50 Hz，3 Ph，3W，中性点绝缘。主电站除满足QK18-1 PAPA平台正常用电外，还分别通过2台6.3/35 kV，8 000 kVA升压变压器升压和1台35/3.3 kV，5 000 kVA的降压变压器降压后再分别经电缆和15.1 km，35 kV，3×70 mm2的海底复合电缆与QK18-1 APP平台及QK17-2 WHP3平台电力组网。QK18-1 PAPA平台上设2台6.3/0.4 kV，3 150 kVA变压器为本平台上的低压设备供电。QK17-2 PAPB平台上设2台35 kV/3.3 kV，5 000 kVA降压变压器，1台用于与QK17-2 WHP3平台电力组网，1台为本平台上设备供电。
EMS电力组网后的一次系统图简化示意图如下所示。（见图1）
EMS系统框图如图2所示。
2 EMS电力组网的功能
歧口18-1综合调整项目4个平台EMS电力组网后电站并网后实现了对全电网监视和控制，同时具备如下主要功能：数据采集和安全监视（SCADA）；电网参数监视和报警；各发电机有功功率分配及频率调节；各发电机无功功率分配及频率调节；电网（机组）热备用的计算、管理及实施；各发电机的调度管理；大负载启动抑制和管理功能；断路器监视和控制；电网潮流；可卸载设备在上位机上设定为N个卸载级别，级别越低，越优先卸载；优先脱扣；电网（电站）黑启动功能；电网突增、突卸负荷等电网暂态管理功能；故障录波。
3 EMS电力组网的优点
歧口18-1综合调整项目4个平台EMS电力组网后QK17-2 WHP3平台、QK18-1 APP平台、QK18-1 PAPA这3个动力平台之间可互供电力、互为备用，减少停产以及黑网的事故，并增加大型负荷启动备用容量，承受较大的冲击负荷，增强电网抵抗事故能力，有利于改善提高电能质量，提高3个动力平台的安全水平和供电可靠性。同时3个动力平台可以共享冷备用机组，减少新增备用机组，节省投资及运行维护成本，经济效益明显。
4 项目创新点
2013年8月21日，歧口18-1油田综合调整工程项目新建PAPA平台透平发电机和歧口18-1平台3台柴油发电机及歧口17-2平台上的4台柴油发电机安全平稳组网，这为渤海油田今后实现多油田、多机组网开辟了一条新路，是我国海上油田第一次透平燃气发电机与柴油发电机这两种不同机组之间的组网运行的成功案例。
此次电力组网是在新增的透平发电机（5 700 kW）与运行了近20年的柴油发电机（1 500 kW）之间进行，发电机性能参数差异较大，此种类型的电力组网在国内尚无经验可借鉴。相关人员在组网调试过程中实时多点位、多方式监测电网运行情况，对异常情况实时修正，成功完成了此次组网调试工作。
由于原7台柴油机均配备厂家自身所带的非通用性型的控制系统，无法进行数据通讯和程序修改，为实现此次并网，必须对原柴油机的调压及励磁系统进行改造以满足EMS电力组网的需求，是迄今为止我国海上油田第一次对柴油发电机的调压和励磁系统进行EMS电力组网的适应性改造并一次成功的案例。
5 结语
歧口18-1综合调整项目成功实现电力组网后，EMS实现了电力调节功能，当某个电站因天然气气量不足，致使发电量减少时，无须改用燃油发电，可以直接从电网上调电；天然气气量大的平台电站，则尽可能地利用天然气多发电。这样，天然气资源可得到更加充分地利用，减少放空燃烧，系统发电效率更高。
歧口18-1综合调整项目EMS电力组网的成功投运正在转变渤海油田现行生产方式，按照“和谐渤海、清洁油田”的整体发展布局，渤海油田未来要建成“油、气、电”三张大网。目前，渤海油田按照资源利用率最高、发电效率最高、供电最稳定的原则，对海上油田进行供电区域划分，探索集中供电、岸电集中送电等多种供电模式，以逐步实现全油田或者分区域的综合型电网布局。
参考文献
[1] 周新刚，吕应刚，李毅，等.海上电力孤岛组网工程技术[M].北京：清华大学出版社，2013.
[2] 熊信银，朱永利.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2009.
关键词：EMS 微电网 安稳控制 综合调整
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0117-02
WHP3和QK18-1 APP平台均为原先已有平台，其设备均已投产使用，QK18-1 PAPA和QK17-2PAPB平台为新建平台，此次EMS电力组网涉及QK17-2 WHP3、QK18-1 APP两个旧平台及QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA两个新平台，共4个平台，其中QK17-2 PAPB平台不设发电机，其余3个平台均为动力平台，其中，QK17-2 WHP3平台有4台新泻柴油发电机组，QK18-1 APP平台有3台新泻柴油发电机组，各电站间相对独立，均有1台冷备机组用于日常倒机保养，QK18-1 PAPA平台设3台索拉透平发电机。根据油田发展需要，需要QK17-2 WHP3平台、QK18-1 APP平台、QK17-2 PAPB、QK18-1 PAPA 平台进行EMS电力组网，QK18-1 PAPA平台通过联络变压器与QK18-1 APP平台相连，QK17-2 PAPB平台与QK17-2 WHP3平台通过栈桥相连，QK18-1 PAPA 平台与QK17-2 PAPB平台通过海底电缆联网，电缆距离约为15.1 km。
1 EMS电力组网方案
整个系统共有10台发电机，分别装于3个平台上，QK18-1 PAPA平台上设1座主电站，包括2台ISO功率为5 670 kW燃气透平发电机，6.3 kV，50 Hz，3 Ph，3W，中性点绝缘。主电站除满足QK18-1 PAPA平台正常用电外，还分别通过2台6.3/35 kV，8 000 kVA升压变压器升压和1台35/3.3 kV，5 000 kVA的降压变压器降压后再分别经电缆和15.1 km，35 kV，3×70 mm2的海底复合电缆与QK18-1 APP平台及QK17-2 WHP3平台电力组网。QK18-1 PAPA平台上设2台6.3/0.4 kV，3 150 kVA变压器为本平台上的低压设备供电。QK17-2 PAPB平台上设2台35 kV/3.3 kV，5 000 kVA降压变压器，1台用于与QK17-2 WHP3平台电力组网，1台为本平台上设备供电。
EMS电力组网后的一次系统图简化示意图如下所示。（见图1）
EMS系统框图如图2所示。
2 EMS电力组网的功能
歧口18-1综合调整项目4个平台EMS电力组网后电站并网后实现了对全电网监视和控制，同时具备如下主要功能：数据采集和安全监视（SCADA）；电网参数监视和报警；各发电机有功功率分配及频率调节；各发电机无功功率分配及频率调节；电网（机组）热备用的计算、管理及实施；各发电机的调度管理；大负载启动抑制和管理功能；断路器监视和控制；电网潮流；可卸载设备在上位机上设定为N个卸载级别，级别越低，越优先卸载；优先脱扣；电网（电站）黑启动功能；电网突增、突卸负荷等电网暂态管理功能；故障录波。
3 EMS电力组网的优点
歧口18-1综合调整项目4个平台EMS电力组网后QK17-2 WHP3平台、QK18-1 APP平台、QK18-1 PAPA这3个动力平台之间可互供电力、互为备用，减少停产以及黑网的事故，并增加大型负荷启动备用容量，承受较大的冲击负荷，增强电网抵抗事故能力，有利于改善提高电能质量，提高3个动力平台的安全水平和供电可靠性。同时3个动力平台可以共享冷备用机组，减少新增备用机组，节省投资及运行维护成本，经济效益明显。
4 项目创新点
2013年8月21日，歧口18-1油田综合调整工程项目新建PAPA平台透平发电机和歧口18-1平台3台柴油发电机及歧口17-2平台上的4台柴油发电机安全平稳组网，这为渤海油田今后实现多油田、多机组网开辟了一条新路，是我国海上油田第一次透平燃气发电机与柴油发电机这两种不同机组之间的组网运行的成功案例。
此次电力组网是在新增的透平发电机（5 700 kW）与运行了近20年的柴油发电机（1 500 kW）之间进行，发电机性能参数差异较大，此种类型的电力组网在国内尚无经验可借鉴。相关人员在组网调试过程中实时多点位、多方式监测电网运行情况，对异常情况实时修正，成功完成了此次组网调试工作。
由于原7台柴油机均配备厂家自身所带的非通用性型的控制系统，无法进行数据通讯和程序修改，为实现此次并网，必须对原柴油机的调压及励磁系统进行改造以满足EMS电力组网的需求，是迄今为止我国海上油田第一次对柴油发电机的调压和励磁系统进行EMS电力组网的适应性改造并一次成功的案例。
5 结语
歧口18-1综合调整项目成功实现电力组网后，EMS实现了电力调节功能，当某个电站因天然气气量不足，致使发电量减少时，无须改用燃油发电，可以直接从电网上调电；天然气气量大的平台电站，则尽可能地利用天然气多发电。这样，天然气资源可得到更加充分地利用，减少放空燃烧，系统发电效率更高。
歧口18-1综合调整项目EMS电力组网的成功投运正在转变渤海油田现行生产方式，按照“和谐渤海、清洁油田”的整体发展布局，渤海油田未来要建成“油、气、电”三张大网。目前，渤海油田按照资源利用率最高、发电效率最高、供电最稳定的原则，对海上油田进行供电区域划分，探索集中供电、岸电集中送电等多种供电模式，以逐步实现全油田或者分区域的综合型电网布局。
参考文献
[1] 周新刚，吕应刚，李毅，等.海上电力孤岛组网工程技术[M].北京：清华大学出版社，2013.
[2] 熊信银，朱永利.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2009.