关于海上平台电力系统研究
海上平台电力系统研究综述

(1.College ofElectrical and Information,Southwest Petrol University,Chengdu 610500,Sichuan,China;2.Safety and Environmental Quality Supervision and Inspection Institute of CNPC Chuanqing Dr illing Engineer ing Company,Deyang 618000,Sichuan,China)
ABSTRACT: Mar ine engineering is of great significance for solving cu ̄ent energy cr isis and rational exploitation of marine resources.The offshore platform power system , whose secur ity and stability have a direct impact on the sm ooth running of m aritime operation platform , as power supply to m ar ine engi— neer ing, plays one of m ost important roles to the development and utilization of mar ine resources.This paper summ arizes the process of offshore platform s power system technolog y as well as its main structures and features. Additionally, problems of offshore platfor m power control, power network and power quality are discussed.Finally, possible directions for the future prospects of the offshore platform power system are forecast ahead, which provide a reference to the further research and practical engineering operations. K EY W O RDS:offshore platfor m ;offshore power system ;m icro— grids;power control;power network;power quality
海上平台电力系统研究综述

海上平台电力系统研究综述关键词:海上平台;电力系统;前言:对于电力系统的发展来讲,其主要是发电、变电、输电以及配电等环节共同组成,属于生产与消费相统一系统。
电力系统本身的功能是将自然界中能够应用的一次能源进行处理,采取发电动力装置转化为可以使用的电能,再利用输电、变电等程序,将其供应给需要的用户。
正因为如此,电力系统发展期间,需要采取科学的节能策略。
尤其是当前能源应用社会非常关注,必须采取科学的节能措施,合理利用电能资源。
海上平台电力系统积极采取节能措施,建立智能型电网、科学的调度手段,减少线路以及变压器应用期间产生的损耗,更科学地利用能源。
一、海上平台电力系统的结构和特点海上平台电力系统主要由电源、配电装置、配电电网、负载四部分组成,它们按照一定的方式连接,构成一个完整的发电、输电、配电和用电网络。
海上平台电力系统的负载随运行工况的变化而改变,初期主要是辅助用电和生活用电,投产后主要为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等。
海上平台电力系统与陆地油田配电系统不同.陆地油田配电电力系统的容量一般在几百万千瓦,具有数十个变电站和多台不同类型的大容量发电机,而海上平台主电站一般采用几台同类型的发电机并联运行,不论单机容量还是多机容量之和相对于陆地油田配电系统。
由于海上电力系统容量较小,而某些大负载的容量与单台发电机容量相比几乎相同,所以当这样的负载起动时对电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大),因而对海上平台电力系统的稳定性提出了较高的要求。
另外,由于平台工况变动频繁,因此对自动控制装置的可靠性也提出了很高的要求。
电网输电线路短,相互影响大。
海上平台电力网络与陆地油田配电网络相比,发电机端电压、电网电压、负荷电压大多是同一个电压等级,所以输配电装置较陆上系统简单。
并且由于平台容积的限制,电气设备比较集中,配电线路较短,且相对较为稳定,所以对发电机和电网的保护比结构复杂的陆上油田配电网络要相对简单,一般只设置有发电机过载及外部短路的保护,电网的保护和发电机的保护通常共用一套装置,且不设有自动重合闸装置。
海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析

海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析海洋平台临时电力系统的设计、组建与分析在海上进行勘探、建造和维护等工程时,对电力供应的需求是必不可少的。
海洋平台临时电力系统是为了满足上述需要而建立的一个重要组成部分。
其依靠独立的发电机组、变压器、电缆等设备,为航行在浅水区域的船舶和在海上工作的工程设施提供电力,保障了施工及设备、物资储备的正常运转。
一、电力系统的设计原则电力系统的设计必须满足以下几个原则:可靠性、安全性、经济性、实用性、公平合理和适应性。
在设计阶段需考虑到电气系统的使用环境,如作业的时间、海区环境特征以及用户的需求等,同时还需考虑到海上施工和设施维护方便实现的因素。
在现实实际应用中,电力系统的启动、变负荷及停止应具有简单方便等特点。
二、组建电力系统的流程组建临时电力系统需要充分考虑船舶或平台的使用情况,制定详细的实施方案。
可遵循以下程序组建电力系统:1.确定电源类型,选择发电机组。
由于海上经常受到风浪、潮汐等因素影响,发电机类型应选用可靠的涵盖各种工况的发电机组。
2.选取合适的变压器变压器要根据负载特点和电缆线路的电压等级来选择,以保证电力分配既经济又合理。
3.布设电缆和配电箱。
需选用防水、耐腐蚀、耐海水腐蚀的电缆线路和配电箱,且必须符合船级社认证标准。
4.设备运行调试。
安全检查、调试及运行测试等必要步骤是组建电力系统环节中不可或缺的步骤,需要严格执行,并可根据满足不同用户实际需求进行调整。
三、分析电力系统的发展趋势随着近年来经济、科技的快速发展,海上施工所需电力的有需求也在快速增长,促使了海洋平台临时电力系统的发展。
在未来,随着新能源技术和物联网技术的应用,将有望实现海上风力、潮汐和太阳能等能源的利用,推动海洋平台临时电力系统向节能环保方向发展。
同时,电力运维技术的提高也将成为发展的关键。
因此,建议在进行电力系统设计时,应尽可能地使用智能设备,提高设备的可靠性、自动化度及在线维护能力,同时加强人工维护与设施保养工作,提高工作效率,保障施工环节安全有效地推进。
海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式研究

海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式研究1. 引言1.1 研究背景。
石油是当今世界最为重要的能源资源之一,而海洋石油平台则是石油生产的重要场所之一。
海洋石油平台的电力系统在其中起着至关重要的作用,而其中压电力系统的中性点接地方式更是关乎整个系统的安全稳定运行。
研究背景:海洋石油平台的中性点接地方式直接关系到系统的接地效果,对于电力系统的性能和安全可靠性有着至关重要的影响。
目前海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式存在一些问题,如接地电阻过大、接地电流不平衡等,给系统的运行带来了一定的隐患。
对海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式进行深入研究,对于提升系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
通过对现有中性点接地方式进行分析和改进,可以有效解决目前存在的问题,提高系统的运行效率和安全性。
本研究旨在探究海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式的优化方法,为该领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义海洋石油平台是海上石油开发的重要设施,其中压电力系统是保障平台正常运行的关键部分。
中性点接地方式作为电力系统中的重要环节,直接影响着系统的安全性和稳定性。
研究海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式具有重要的意义。
海洋石油平台的特殊环境使其对电力系统的要求更为严格,中性点接地方式必须能够适应海上恶劣环境,确保系统的可靠性和稳定性。
海洋石油平台通常处于偏远海域,一旦发生电力系统故障,修复起来困难且成本高昂,因此需要采取更有效的中性点接地方式,减少系统故障的发生率。
海洋石油平台的电力系统负荷大,要求系统的中性点接地方式具有较高的容错能力和抗干扰能力,以确保系统正常运行。
1.3 研究目的研究目的旨在探讨海洋石油平台中压电力系统中性点接地方式的优化和改进方法,以提高电力系统的安全性和稳定性。
通过对现有中性点接地方式的问题进行分析和总结,找出存在的不足之处,并提出相应的改进方案。
通过实验结果的验证和分析,验证新的中性点接地方式的可行性和有效性,从而为海洋石油平台中压电力系统的设计和运行提供更具实用性和可靠性的参考。
海上制氢平台电力系统与电能管控技术研究

第30卷 第12期2023年12月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.12海上制氢平台电力系统与电能管控技术研究蔡连博,杜银昌,张永革,平 洋,王维高(海洋石油工程股份有限公司,天津 300459)摘 要:闸述了海上多能发电制氢无人平台供配电系统技术方案和电能管控技术方案的研究。
研究制氢设备电力需求以及运行工况,对海上制氢平台的电力负荷进行计算和分析。
结合风能、波浪能、潮流能等新能源发电特性,提出海上制氢平台电气系统架构和多能互补的电能管控技术方案。
该系统结构和控制策略能够有效地利用各类发电装置电能,避免发电装置的频繁启停、无效启动,有效管控各类发电装置间以及与储能装置间电能的交叉应用和转换,提高电力系统的整体可靠性、稳定性。
关键词:海上制氢平台;多能互补;新能源发电;无人平台中图分类号:TE54;TN965 文献标志码:AResearch on the Power System and Energy Control Technology ofOffshore Hydrogen Production PlatformsCai Lianbo ,Du Yinchang ,Zhang Yongge ,Ping Yang ,Wang Weigao(Offshore Oil Engineering Co., Ltd.,Tianjin,300459, China )Abstract:Research on the technical solutions for the power supply and distribution system and electrical energy control tech-nology of an unmanned platform for offshore multi energy power generation and hydrogen production. The power demand and operating conditions of hydrogen production equipment were studied, and the power load of offshore hydrogen production plat-forms was calculated and analyzed. Propose an electrical system architecture for offshore hydrogen production platforms and a multi energy complementary electric energy management and control technology solution, combining the characteristics of new energy generation such as wind energy, wave energy, and tidal current energy. The system structure and control strategy can effectively uti-lize the electrical energy of various power generation devices, avoiding frequent and ineffective startup of power generation devices. Effectively control the cross application and conversion of electricity between various power generation devices and energy storage devices, and improve the overall reliability and stability of the power system.Key words:offshore hydrogen production platform ;multi energy complementary ;new energy power generation ;unmanned platform收稿日期:2023-10-12作者简介:蔡连博(1983-),男,吉林四平人,硕士,高级工程师,电气工程师,研究方向:海上油气平台的设计。
基于水下平台的海上风力发电系统研究

基于水下平台的海上风力发电系统研究海上风力发电系统是一种利用海上风能进行发电的绿色能源系统。
它将风力转换为电能,为可持续能源的发展做出了重要贡献。
水下平台是海上风力发电系统中的关键部分之一,它承载着风力涡轮机和其他关键设备,提供稳定的基础支持。
本文将对基于水下平台的海上风力发电系统进行研究,并探讨其相关技术和未来发展前景。
首先,水下平台在海上风力发电系统中的作用不可忽视。
水下平台作为风力涡轮机的支撑结构,必须具备足够的稳定性和耐久性。
同时,水下平台还承载着电缆和输电设备,确保发电的电能可以顺利传输至岸上。
因此,设计和建造水下平台是海上风力发电系统成功运行的重要一环。
其次,水下平台的设计需要考虑海洋环境下的复杂条件。
海洋环境具有波浪、海流、风力等多种力量的作用,对水下平台的结构和稳定性提出了挑战。
因此,在水下平台的设计中,需要考虑结构的自适应和防护措施,以应对海洋环境的变化和风险。
同时,水下平台的材料选择和制造工艺也是关键因素之一。
为了保证水下平台的长期耐久性和可靠性,材料必须具备耐海水腐蚀、抗震、抗压等性能。
此外,水下平台的制造工艺也需要具备高效、精确的特点,以确保设备在安装过程中的准确度和稳定性。
在水下平台的布局中,需要合理布置风力涡轮机和其他设备,以最大程度地吸收海上风能并进行转换。
同时,水下平台需要考虑与风力涡轮机的连接和维护问题。
为了提高风力发电系统的效率和可靠性,水下平台还可以考虑与其他海洋能源设备的集成,例如潮汐能发电装置或海浪能发电设备。
此外,水下平台的维护和运营也是海上风力发电系统中的重要环节。
由于水下平台位于海洋环境中,维护和检修工作可能面临较高的风险和困难。
因此,需要制定严格的维护计划和应急预案,确保水下平台的安全和可靠运行。
同时,考虑到水下平台的长期使用效率,可采用远程监控和自动化控制技术,提高维护和运营效率。
基于水下平台的海上风力发电系统具有广阔的应用前景。
随着能源需求的不断增长和对可持续能源的要求日益提高,海上风力发电系统成为了未来清洁能源发展的重要方向之一。
海洋平台高压电站的电能质量控制研究

海洋平台高压电站的电能质量控制研究随着全球对可再生能源的需求不断增长,海洋平台高压电站作为一种新兴的电力发电方式,受到了广泛的关注。
海洋平台高压电站主要依靠海洋潮汐、波浪、海流等能源进行发电,具有环保、可持续等优势。
然而,由于海洋环境的特殊性和复杂性,电能质量控制成为海洋平台高压电站建设和运营中的一大挑战。
海洋平台高压电站的电能质量主要包括电压稳定性、频率稳定性、电压波动和谐波等方面的要求。
电压稳定性是指电能供应系统在负荷变化时,保持电压水平基本不变。
频率稳定性是指电能供应系统在负荷变化时,保持频率水平基本不变。
电压波动和谐波则是指电能供应系统中电压的波动和谐波水平应在可接受的范围内。
在海洋平台高压电站建设和运营过程中,为保证电能质量的稳定与可靠,我们需要从以下几个方面进行研究和控制:1.电能供应系统的设计和优化海洋平台高压电站的电能供应系统设计应考虑电源选择和电网接入方案,以保证电能质量的稳定。
选择适当的电源,并对电源进行合理的配置,可以有效降低电能质量问题的发生率。
同时,考虑到海洋环境中复杂的气候和水域条件,电源和电网的接入应满足对环境的适应性,并具备良好的可靠性和稳定性。
2.电能质量监测与评估建立完善的电能质量监测系统,可以实时监测电压、频率、波动和谐波等参数的变化情况。
通过对电能质量的监测与评估,可以及时识别和解决存在的问题,提高电能质量的稳定性。
此外,建立有效的数据管理与分析系统,可以对海洋平台高压电站电能质量进行长期跟踪和分析,提供科学决策的依据。
3.电能质量控制的技术手段在海洋平台高压电站的电能质量控制过程中,可以采用多种技术手段来解决电能质量问题。
例如,通过合理的变流器控制策略和滤波器设计,可以减小电能质量波动和谐波的水平;通过增加电容器和电感器等元件,在电网中实施无功补偿,提高电能质量的稳定性。
此外,利用智能控制系统和故障检测技术,可以实现对电能质量问题的自动监测和修复。
4.海洋平台高压电站维护与管理海洋平台高压电站的长期稳定运行需要进行有效的维护与管理。
海洋平台高压电站的电力系统保护与控制

海洋平台高压电站的电力系统保护与控制海洋平台上的高压电站是为了满足海洋能源的利用而设立的。
它们通过收集海洋中的波浪、潮汐、海流等能量将其转化为电能,并将其送回岸上供给使用者。
然而,海洋环境的复杂性和恶劣条件使得海洋电站的电力系统在保护与控制方面面临着一些独特的挑战。
保护是电力系统中的核心要素之一,它的主要目标是保证电力系统的正常运行和设备的安全使用。
在海洋平台高压电站中,由于环境的特殊性,保护系统的设计和实施需要特别注意以下几个方面:首先,由于海洋环境的湿度高、气温变化剧烈等因素,电气设备容易受到腐蚀和损坏。
因此,在电力系统设计中,必须着重考虑到保护设备的防护等级和防腐措施。
例如,选用防水、防潮、防锈材料,对设备进行密封性测试,定期进行维护保养等。
其次,受海洋平台复杂的波浪、潮汐运动和水流条件的影响,高压电站的电气设备更容易受到外界影响,例如局部电弧故障、冲击和过电压等。
为了保护电力系统免受这些外界影响,需要使用适当的保护装置,如电弧故障保护装置、过电压保护器等,以提供及时的故障检测和隔离。
另外,海洋平台高压电站的电力系统还可能受到海水中的盐、尘等污染物的影响。
这些污染物可能会导致设备表面和绝缘体上的电气放电,从而引发火灾和设备损坏。
因此,在保护设计中,应考虑使用耐盐腐蚀材料和适当的绝缘材料,并定期进行清洁和维护工作。
此外,考虑到海洋平台高压电站的远离岸上、环境恶劣的特点,应确保电力系统具有自动化和远程控制功能。
这样,对于发生故障或异常情况,可以远程监控和操作,及时采取措施,保证系统的稳定性和安全性。
同时,在电力系统设计时应考虑到备用电源和备份通信系统的设置,以保障系统在紧急情况下的可靠运行。
值得注意的是,对于海洋平台高压电站的电力系统保护与控制,需要特殊的技术和经验。
因此,在设计和实施过程中,应聘请有相关经验的专业人员进行咨询和指导,确保系统的安全和可靠性。
总结起来,海洋平台高压电站的电力系统保护与控制面临着环境复杂性和恶劣条件的挑战。
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关于海上平台电力系统研究
发表时间:2019-07-18T09:37:45.573Z 来源:《科技尚品》2019年第1期作者:王玮鸿[导读] 文章介绍海上平台电力系统的发展历程,分析海上平台电力系统的结构以及与陆上电力系统的不同特点,并对目前海上平台电力系统应用和研究中的问题以及相应的解决思路和方法进行研究,以供参考。
渤海石油管理局渤南作业公司渤中34-1油田1引言近年来随着我国经济的快速发展以及对石油资源的需求量不断增加,我国加大了对海洋资源的开发力度,其中对于海洋石油和天然气的开发和利用过对于缓解能源危机以及促进我国可持续发展战略的实施也具有重要作用。
在目前的海洋石油资源开发过程中,海上平台电
力系统是海上油气平台的主要动力来源,文章就针对海上平台电力系统进行发展、结构、特点以及存在问题的介绍与分析,对其未来的发展前景进行展望。
2海上平台电力系统的发展海上平台电力系统大致经历了以下发展阶段:首先就是上世纪60年代至90年代左右,在此阶段中主要的进展就是将船舶电力技术在海洋工程电力系统中进行应用,并且已经开始给海上固定或半固定工程平台来进行供电。
其次就是上世纪90年代到本世纪初,此阶段的发展就是基于海上平台电力系统的本征原理来对电气设备结构和系统设计以及运行控制进行研究。
此电力系统体系也逐渐完善并且变为海上油气平台群联合供电、特大型深海工程船舶的智能化供电以及远岸海岛供电的复杂大环网。
最后一个阶段就是从本世纪初至今,此阶段就是基于其基本原理来引入大量的信息化技术以及清洁能源的实验等。
经历上述三个阶段的发展之后,海上平台电力系统已经成为海上大联网,并且具有综合电力推进动能、新型风能、潮汐能发电、智能化操作等特点。
3海上平台电力系统的结构和特点3.1结构海上平台电力系统主要有电源、配电装置、配电电网、负载等四个部分组成,其构建初期主要是作为辅助用电以及生活用电,而投产之后就可以为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等供电。
其系统结构如图3.1所示。
图3.1 海上平台电力系统结构图3.2特点与陆地油田配电系统相比,其具有以下特点:首先就是具有较小的系统容量。
通常是由多台同类型的发电机并联运行,单机容量和多机容量之和都比较小,但是在某些大容量的负载启动时可能会造成电网电压和频率发生较大的变化而影响电力系统的稳定性。
其次就是具有较短的电网输电线路。
这主要是由于此系统中的飞的那几端电压、电网电压以及负荷电压同属一个电压等级,因此输配电装置比较简单。
而且电气设备设置比较集中,所用配电线路比较短且稳定,对发电机和电网的保护也比较简单。
但是应用角度偶读变频控制装置,会存在较为严重的电网谐波污染问题。
最后就是电气设备的工作环境比较恶劣。
其工作环境不仅温度比较高而加速绝缘老化速度,湿度也较高容易导致绝缘受潮、发胀、分层和变形,加速金属部件腐蚀以及镀层剥落,此外,环境中的盐雾、霉菌和油雾等都会降低电气设备的绝缘性能和工作性能,甚至会由于平台和船舶的冲击和振动而造成设备损坏等故障,以及由于存在各种易燃易爆的气体还存在较大的危险性。
4面临的主要问题与未来展望4.1电源控制此系统主要以燃气轮机为主要电源形式,在运行中会进行一定量温室气体以及有害物质的排放,其运营成本也比较高。
因此目前针对电源控制问题各国都在寻找清洁能源引入的方法。
目前比较成熟的就是大规模引入风电技术,实现燃料的节约以及系统运行成本的降低。
此外还有光伏以及海洋潮流等清洁能源形式的应用。
但是在这些清洁能源应用中也存在随机性、波动性以及不可控性等特点,可能会对平台电力系统的电网频率和电压稳定性造成不利影响。
针对此问题相关技术人员和专家做了较多的研究,提出了用电压源变换器-高压直流传输技术(VSC-HVDC)控制策略,以及采用CMS(condition monitoring systems)专门针对海上风电机组的状态监控以及基于可靠性的运行维护等方面进行研究,实现了风电场接入之后电网运行可靠性的显著提高。
4.2电力组网目前在海洋工程规模不断扩大的形势下,传统的一台一站模式已经无法满足生产需求,这就需要针对海上平台电力系统的特殊特点对其进行统一规划和电站资源的整合,形成海上油气田群电力组网。
但是在此油气田群电网系统投入运行之后也发现许多励磁涌流、发电机自激励以及海缆充电功率过大等问题,目前针对此问题也提出采用能源管理系统来解决的方案,也就是EMS(energy management system),方案来实现投资的减少以及可靠性的提高。
4.3电能质量目前海上平台电力系统中的电能质量问题主要就是谐波和过电压的问题,前者主要产生于系统中的大容量变压器、电潜泵变频器以及UPS还有钻井设备等。
针对此问题,部分学者进行变频调速系统谐波模型的建立来对负载静态特性和动态特性进行分析,并通过MATLAB 对内河船舶电力推进系统谐波分析进行数字仿真,通过新型推进变压器结构设施谐波抑制的新型感应滤波技术来对谐波进行有效抑制。
后者就是在目前海上石油平台规模不断扩大以及海底电缆长度不断延长的情况下逐渐出现的问题。
主要表现为工频过电压以及参数谐振过电压等现象。
这就需要基于PSCAD/EMTDC仿真模型的建立和计算,采用:双机带空载海缆黑启动、防止新介入的海缆长度超过临界长度以及并联器黑启动等方法来对过电压问题进行抑制。
4.4未来展望随着我国对石油资源依赖率的不断增加,目前研究人员的工作重点就是确保海上电力系统的正常动力供给,还要兼顾环保以及经济利益。
在提高系统安全、稳定以及高效的同时,明确可靠性指标,加强对海上平台电力系统可靠性的研究。
此外还要结合目前海上平台电力系统构成的多微网系统的特殊物理结构和工作特性,实现具有交互、合作、协商等智能特征的海洋平台电力系统的多微网协调控制。
5结语
随着我国对石油资源需求量的不断增加,我国在扩大海洋资源的开发规模的同时也对海上平台电力系统提出了较高的要求,结合其结构、原理和特点进行分析之后,得出目前海上平台电力系统运行中存在的电源控制、电力组网以及电能质量等方面的问题,需要未来加强对此方面的研究以及问题的解决,提高海上平台电力系统的可靠性、效率以及安全性。
参考文献:
[1] 李雪, 张安安, 敬佳佳, et al. 海上平台电力系统研究综述[J]. 电网与清洁能源, 2016, 32(2):1-7.
[2] 孙贺. 关于海上平台电力系统中性点接地方式研究分析[J]. 石化技术, 2017(8).。