摘要：随着海洋石油开采量的不断增大，作业区块和平台个数逐渐增多，海上石油平台的规模和负荷日益扩大，而海上石油平台向陆上输油环节，需要采用高压大功率电动机，通常平台内自带柴油发电机组，无法满足功率需求，而需要陆上电网供电。基于此，为了切实有效地解决好以上问题，文章根据当前海上石油平台中的电网特点进行分析，从而对一体化的 EMS 系统的建设提出一定的方案，并根据 EMS 的功率控制、电压无功控制等策略进行详细地分析，在实际的操作中，我们可以进行海上石油平台的电源组供电，并建立具有多电源且高压相互联系的电源供电系统。从而保障其运行的可靠性满足生产要求。
关键词：海上石油平台；电网系统；稳定性控制
1 EMS系统的特点以及设计分析
1.1海上平台电力 EMS 系统的特点
EMS 系统作为一种现代化的管理调度系统是以计算机为基础来实现的。能量管理系统 EMS 主要是针对发电机的输电和配电情况发展起来的，其在比较大的区域电网中使用较为广泛。在海上油气田平台的不断发展下，该系统可以实现海上平台中的电力资源共享和整合，所以受到大量关注。海洋石油平台中所使用的 EMS 系统和陆上平台中所使用的 EMS 系统相互比较优势更多，其不单单具有较强的自动化程度，还具有较好的功能集成性，并且系统中的运算通道的转换效率也相对较高。
1.2设计方案分析
根据 EMS 系统的要求以及实际的构成情况，往往在海上油田中设置 EMS 的中心站，该 EMS 中心站可以根据电网的实际运行情况进行实时的数据监控，其中主要包含电网中的数据采集以及安全监视等各个方面。当系统进行发电机组的监控时，系统可以根据机组中的各种数据信息，比如发电机组的有功功率、无功功率以及发电机的工作频率和频率因素等进行分析，同时检测发电机的油温、油压等参数。对发电机的故障参数进行采集，调整电网的有功频率和无功频率等。
EMS 系统对断路器的监控主要包含断路器中的回路信息的采集，其中不单单含有有功功率、无功功率以及保护装置中的信息，还包括断路器中的动作操作，比如断路器的分合状态等。站内的功率出力分配囊括了电网中各个站点中的发电机功率的调整和控制，同时还需要进行策略选择，比如主变压器的调压开关和电抗器的投切情况等，这些策略的实施都需要依靠 EMS 系统来进行实现。在进行电网机组的余量管理中主要对电网中的旋转备用容量进行计算，并相应的制订系统的开机和停机计划。此外，还需要根据当前电网中的运行方式对电网系统中的各站故障情况实施优先脱扣的方案实施。而系统中的优先脱扣方案需要具备一定的时效性，并可以在系统故障发生的一定时间内可以采取可靠的动作。电网中的各个电动机要进入运行状态时，电网系统可以对电动机中的回路投入到电网中的状态进行分析，并保障整个电网回路可以安全的投入到使用中去。若电网出现故障，则系统可以自动的发出闭锁启动信号，使大型电动机符合满足正常生产的标准。
2 电网安全稳定控制系统的构成
2.1整体构成
在当前环境中，可以在 A 平台建立主站，A 平台、B 平台以及 C平台建立子站，A 平台、B 平台以及D 平台建立执行站。所有站通过光纤通道执行通信，为了免除设施在数据接收内产生周期滑码问题，主站和子站相互间需要通过 2M bps 或者 64kbps 高速数据同步通信形式，并保障数据产生、接收过程中可以实现同步。因为电网稳定控制存在控制速度较快、信息量较大、范围较广的特征，稳定控制通常会运用开环预测离散控制。可以把所有站以及EMS进行接口，通过已存在的通讯通道以及数据资源乃至稳定控制设备执行，以免设备和资源出现浪费的现象。
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（1）主站负责和所有子站在互换信息、收集数据、核算及辨别线路可否能够运转、判断变压器、发电机以及海底电缆是否跳闸和出现故障、判断变压器或线路的过负荷、判断电网运转形式、执行稳定控制方法转发相关命令。
（2）子站担负监控本站出线和主变等设施的运转形式，把信息发送至主站，将主站传达的运行方式及控制命令及时接收，执行本站当地控制和向执行站传达控制命令。
（3）执行站把本站控制量传输至子站或主站，接纳主站传达的命令并依照标准选择被控机组，执行输出控制。依照所需存在母线过载切负荷、电网低压切负荷的功效。电网稳定控制技术的产生需要创建大批网络结构以及监控大量的系统运转数据，这则需具备高速稳定的硬件平台以及通信通道乃至高速正确的稳定分析软件及适宜的控制方法。
2.2对子站在电网中的要求
子站在电网稳定控制系统中起着承上启下的关键作用，应具备以下功能：（1）实现稳定观测、可靠的数据采集与准确无误、稳定的执行机构；（2）可维护性强、可扩展性好、开放灵活的对策表管理系统；（3）较为合理、完善的稳定启动判据、可以准确快速地判断故障线路及故障类型；（4）完备、冗余式的通讯。
3 EMS的控制策略研究
3.1有功功率的控制
在进行海洋石油平台的 EMS 系统设计的过程中，需要对海洋石油平台中的各个数据进行运行方式的分析，比如平台中的联网状态，设备的独立运行情况等有功功率的控制。同时，需要把电网有功功率的运行作为主要依据，并保持平台中的出力机组的一致性，对最大或者最小的机组实施平衡调节。
3.2 无功功率的电压控制
电网的无功功率和有功功率的控制策略比较相似，都是把电网的母线电压当作主要依据，经过联网之后，母线中的电压需要同时参考潮流走向以及海缆的负载所带来的电压损耗。若母线出现一定的偏离，则需要对电压进行一定的调整，并使得 EMS 的调整满足石油平台的系统需要。
3.3 优先脱口控制
当 EMS 在电网或者平台中出现一定的故障时，我们需要根据当前海洋石油平台 EMS 系统的运行情况，从系统中卸载一部分不是十分重要的负荷，其中包含电伴热系统以及生活负荷等等，最大限度的保障电网系统的供电连续性。在进行优先脱扣时，需要保证其真实性，在系统出现故障的6个周波的带动下，使得 EMS 可以实施较为可靠的动作。
3.4 通信中断控制
为了避免电网中出现通信中断的现象，最终导致电网中的有功、无功的分配失去调控，需要使得海上石油平台中的EMS 实现电网空盒子和各平台中的光纤通信相互联系。若EMS 发生通信中断，则需要立即把系统中的自动联网直接切换成孤岛电站模式。
参考文献：
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[2]李凌，王刚.基于PCS-9000平台的广西电网安全稳定控制管理系统研究与开发[J].电网与清洁能源，2015，09：1-5.
[3]宣羿.海上石油平台供电策略研究与故障特性分析[D].浙江大学，2016.
论文作者:潘光勋1,焦方胜2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
标签：电网论文; 平台论文; 系统论文; 功率论文; 海上论文; 石油论文; 稳定论文; 《基层建设》2017年第7期论文;