小功率風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　3.2 油田風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)的工作原理

　　在不需要改變抽油機現(xiàn)場的配電線路的情況下，將風(fēng)力發(fā)電、整流、數(shù)字化逆變、能量回饋、變頻技術(shù)有機的結(jié)合，使用風(fēng)電作為優(yōu)先供給電源，風(fēng)電不必上網(wǎng)，直接對24小時運行的設(shè)備進行供電，網(wǎng)電作為風(fēng)電不足時的補充電源，且風(fēng)電與網(wǎng)電之間采用無縫自動互補。該系統(tǒng)可以“一對多”(一臺風(fēng)力發(fā)電機對多臺抽油機)或“多對多” (多臺風(fēng)力發(fā)電機對多臺抽油機)構(gòu)成一個微型供電網(wǎng)進行就近供電。

　　3.3 油田風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)的主要功能

　　(1)風(fēng)電優(yōu)先功能。由風(fēng)力發(fā)電機發(fā)的電能，若能夠滿足動力設(shè)備用電時，全部用風(fēng)電，若風(fēng)能不足時，網(wǎng)電的電能自動補足，若無風(fēng)能時，則全部用網(wǎng)電。風(fēng)電與網(wǎng)電互補過程中實現(xiàn)無縫切換。

　　(2)降低無功功率，提高功率因數(shù)功能。由于采用直流逆變方式供電、矢量變頻技術(shù)，其功率因數(shù)大大提高，從而減少無功率損耗。

　　(3)增產(chǎn)增效功能。由于采用變頻控制，可根據(jù)不同油井的要求，采用最佳的控制方案，實現(xiàn)抽油機經(jīng)濟運行。

　　(4)具備自動監(jiān)控功能。可實現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控各用電設(shè)備，由于供電控制器具有485遠(yuǎn)程監(jiān)控接口，可以將風(fēng)電、網(wǎng)電、控制器、動力設(shè)備、運行狀況遠(yuǎn)程傳送給中心控制室。同時還可以遠(yuǎn)程控制動力設(shè)備的啟動、停止和調(diào)整運行轉(zhuǎn)速等參數(shù)，從而為實現(xiàn)數(shù)字化油田奠定基礎(chǔ)。

　　(5)提高采油設(shè)備的使用壽命。由于本設(shè)備具有變頻功能，所以在動力設(shè)備啟動時無沖擊現(xiàn)象，電動機及抽油機的壽命將延長。

　　3.4 油田風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用情況

　　該系統(tǒng)第一期風(fēng)力發(fā)電工程為九臺fd-25kw型風(fēng)力發(fā)電機組于2008年10月在勝利油田孤東采油廠投入應(yīng)用，解決22口油井供電問題。第二期風(fēng)力發(fā)電工程為5臺fd-25kw型風(fēng)力發(fā)電機組于2009年10月在該廠投入運行，解決了14口油井的供電問題。其供電模式采用風(fēng)、網(wǎng)互補的方式。電量計量方式采用網(wǎng)電和風(fēng)電分離計量方案，網(wǎng)電計量用于對實現(xiàn)網(wǎng)電供入量計量，風(fēng)電電量用于實現(xiàn)風(fēng)機發(fā)電量計量。

　　4 應(yīng)用效益分析

　　4.1 計算依據(jù)

　　根據(jù)對36口油井抽油機年正常工作天數(shù)的統(tǒng)計，抽油機年平均開井天數(shù)為347天，按340天計算;根據(jù)對36口油井抽油機安裝前日用電量的統(tǒng)計，36口油井抽油機平均日用電量為229.44kwh。通過測試表明風(fēng)機啟動風(fēng)速在4m/s以下，應(yīng)用區(qū)域風(fēng)能有效利用時間為5500小時。

　　4.2 應(yīng)用效果分析

　　(1)風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電效果分析

　　根據(jù)測試結(jié)果得出每臺fd-25kw型風(fēng)力發(fā)電機組能夠達到額定輸出功率指標(biāo)，按照每臺fd-25kw型風(fēng)力發(fā)電機組額定發(fā)電指標(biāo)和59#驗潮站2005年風(fēng)力數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計得出每臺fd-25kw型風(fēng)力發(fā)電機組預(yù)計年發(fā)電總量為130570.29千瓦時，14臺風(fēng)力發(fā)電機組預(yù)計年發(fā)電總量合計182.8萬千瓦時。

　　(2)控制器節(jié)能效果分析

　　根據(jù)測試結(jié)果得出36臺gps25/30-i型抽油機風(fēng)網(wǎng)互補智能供電控制箱(能量回饋變頻柜)平均節(jié)電率為12.1%，其年節(jié)電效果為：抽油機平均日用電量×設(shè)備平均綜合節(jié)電率×設(shè)備年平均運行時間×臺數(shù)=229.44×12.1%×340×36 =34.07(萬千瓦時)

　　(3)節(jié)約輸電損失效果、效益分析

　　據(jù)測試，高低壓輸電線路的網(wǎng)損為6%。風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)所有設(shè)備年減少電網(wǎng)輸電106.60萬千瓦時，年節(jié)約網(wǎng)損10.13萬千瓦時。

　　綜合以上三項合計風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)年節(jié)網(wǎng)電總量為：36臺抽油機供電控制器年節(jié)電總量+14臺風(fēng)力發(fā)電機年發(fā)電總量+年減少網(wǎng)損總量=34.07+182.8+10.13=227(萬千瓦時)

　　(4)油井監(jiān)測系統(tǒng)效果分析

　　統(tǒng)計安裝油井無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的10口油井?dāng)?shù)據(jù)，安裝前油井年平均采油時率為94.4%，年平均開井天數(shù)347天;安裝后因有效減少了油井故障停井等待時間，預(yù)計可提高油井年平均采油時率為0.6%，預(yù)計年增加產(chǎn)油量110.42噸。

　　(5)其它效益分析

　　本系統(tǒng)抽油機控制箱可通過控制器變頻調(diào)整抽油機的轉(zhuǎn)速，使其維持在最佳的工作轉(zhuǎn)速，提高產(chǎn)油量;同時減少了抽油機電機發(fā)熱情況，能夠提高電機壽命;合理調(diào)節(jié)采油工藝參數(shù)，延長了提油桿的使用時間，節(jié)約設(shè)備維修更換費用和人員。

　　本系統(tǒng)油井無線遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)提高了機采人員的工作效率，可實時檢測油井工作狀態(tài)，減少人員配置，節(jié)約人力成本。

　　(6)減排效益分析

　　按每千瓦時折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.4千克計，每千瓦時所用煤排放二氧化碳0.997千克計，每千瓦時所用煤排放二氧化硫0.03千克計，排放二氧化碳指標(biāo)國際交易價格6.67美元/噸計，人民幣匯率(1美元兌換人民幣)6.83元，排放二氧化碳指標(biāo)國際交易價格折合人民幣45.56元/噸，則項目每年的減排效益為：

　　227×0.997×45.56÷1000= 10.31(萬元)。

　　項目運行15年的減排效益為：10.31×15=154.65(萬元)。

　　5 結(jié)束語

　　通過以上分析可得出以下結(jié)論：一是小功率風(fēng)力發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)在沿海油田應(yīng)用無論是環(huán)境條件和技術(shù)條件都是可行的，對油田而言是建設(shè)節(jié)約型企業(yè)的一項比較好的措施;二是技術(shù)項目首次實現(xiàn)了風(fēng)網(wǎng)互補智能供電系統(tǒng)在油田灘海地區(qū)的應(yīng)用，填補了國內(nèi)空白;三是我國灘海地區(qū)油田較多，該項目具有很好的推廣應(yīng)用前景。經(jīng)過一年多來的現(xiàn)場應(yīng)用證明，小功率風(fēng)力發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)成熟，運行可靠，性能優(yōu)越，完成能滿足油田油井生產(chǎn)的供電需要。