电力系统自动控制技术在油田企业的应用

赵蕊

摘要：在当前油田电力系统中，包含了众多子系统，加强油田电网精细化管理水平、提升电网节能运行效率、保障油田降本增效，需要强化自动控制技术的应用，本文就是结合这一问题进行的分析。

关键词：电力系统；自动控制；工作原理

在当前油田电力系统中，包含了交配电交流控制系统、输电线路传输系统、正交电流更换系统等众多子系统，因为油田作业地域分布广阔、点多面广的特点，仅靠传统电网运行和控制技术，难以实现精细化管理和降本增效的目的。因此，有必要对电力系统自动控制技术进行应用探究。

1电力系统自动控制技术的基本情况

1.1电力系统自动控制技术的设计要求和基本原理

油田电力系统按照不同分类包含较多子系统，其中按照功能区可以划分为电网控制系统、线路传输系统、连接系统和交配电系统等。电力传输连接系统主要是电力线路交接功能区，确保网络可形成一个完整体系，并且能根据油田运行所需不同电位变化情况，对电流电相幅度值等进行控制。网络控制单元主要是对电网运行进行全程监控控制，并对线路和系统中的故障点进行测试和维修。

在电力系统进行整体自动控制后，可以实时监测线路运行和设备使用状况，在最短时间内完成系统包含要素的测试、检修和动态运行等情况，通过控制单元的控制，及时发现和解除故障；根据电力系统整体运行情况，合理设置运行参数，提升电力系统运行稳定性和可靠性，并为精细化管理提供必要依据；实现电力传输线路最优化设计，节约投资成本、降低线路损耗、提升供电系统稳定性；自动化控制后可减少人工检修和维护成本，提升设备检修和维护精度，适应油田用电终端用户点多面广的实际状况。

电力系统自动化控制技术的工作原理，主要是以生产电能全程自动化控制应用到油田终端用户，其目的是确保电力系统运行稳定性，降低电流损耗，提升电力系统运行效益和管理水平。主要的自动化控制单元是对电力系统的全程各环节监控、配变电站点自动控制以及电流负荷效应的控制。

1.2电力系统自动控制技术的主要技术手段

一是模糊电力线逻辑传输控制技术。该技术是通过建立电路模型，对各电路测试点运行情况进行分析，可在电路发生故障后第一时间进行线路故障点的准确判断。具体是建立电桥电路进行故障分析，其基本图谱如图1所示，其中，Rx=（R1/R2）×R，主要是根据油田电网运行中的R1与R2相互关系进行待变量1Lx的求取。可以在模型构建中假设用电线路发生故障后存在中断问题，便可对其两端线路电阻值进行求取，自动控制系统根据预定程序启动电阻值测定程序，对中断位置故障情况进行准确测量和评定。比如，在正常供电线路中，假设B和c两点之间存在800D～的电阻值，如果出现不明原因故障造成中间线路中断，A和B两点之间因为没有出现故障，所以电阻值不存在明显变化，为了降低人工查找和排除故障的时间，需要对B和c之间的中断距离进行计算和锁定，这样就可以利用前述公式进行计算。加上A与B之间存在200n的电阻值，则A与D点之间的电阻值应该为100Ω、C与D之间的电阻值应该为200Ω，最后可以求出B与C之间的正常电阻值应该是400Ω，这仅是原线路电阻值的50%，因此，可以对中断线路故障点位进行较为精确的判断。

二是网络神经控制技术。该技术是将电力传输信息单元进行划分，将最小的传输单元电流数值进行加权计算，通过最大电流计算法进行计算。因为油田供电系统中存在较多传输单元，而不同传输单元间的电压值和电流值都存在一定差异，所以通过最大电流计算，可以确定最优化的供电线路设计，减少线路布置中的投资成本和运行中的电力损耗。

三是线路故障检修控制技术。主要是以电力系统中的传输电流和电压波形图进行故障判定。电流波形图的图形变化幅值函数为A=sin（wt+δ），电流单元一般呈现规律性的正负交替正弦函数图像。电压波形图的图形变化幅值函数为U=tan（wt+δ），该图形中在零点位置存在中断，电流图形幅度值会随着电压图形幅度值的变化而变化。在电压函数达到波峰的情况下，电流函数会达到波谷，两个函数存在反相关关系。所以，在图形中电压达到波峰、电流达到波谷的情况下，就说明该位置出现故障，需要进行必要的检查维修，使电流与电压和正常的波峰、波谷值一致。

四是专家系统控制技术。在电力系统中应用较为常见，主要是对电力系统处于应急状态时进行必要的识别、分析和控制，有針对性的采取措施进行规划和故障隔离，通过人工对自动化控制系统的操作，实现电网动态和静态的全方位安全性能分析。

五是综合智能控制技术。该技术是将智能控制与现代控制技术相结合，通过模糊控制技术和专家控制技术结合、模糊控制与网络神经控制相结合等方式，实现电力系统的综合性自动化智能控制。

2电力系统自动控制技术在油田开发中的应用

经过探索创新，油田自动控制采取调度中心RTU远程站三层结构模式的集中控制方式。一是在调度中心，由SCADA进行运行数据收集、存储和显示，利用DTS模拟油田电力系统运行环境，使自动化控制系统操作人员可以及时处置各类突出事故，提升自动化控制技术应用水平。在调度中心可设置大屏幕电子屏，实时显示关键数据，更好地进行自动化控制操作。为确保系统正常的运行，利用分布式的方式进行局域网处理，区别于原来集中式的分布结构，提升系统稳定性；通过双网络运行系统，提升电力系统安全可靠性；重要节点位置实行双机热备份，确保数据存储和使用安全；利用高速传输通道进行数据传输，提升自动控制的应急反应速度。二是在集控站，利用SCADA收集包括RTU在内的数据，并对数据进行预处理，将全部数据全部上传后发送指令，实现对远方站的遥控调度。要在主站与集控站之间布置光纤环网，确保数据传输质量和速度。三是在远程站，以RTU作为主控制站，以高速光纤作为连接上层集控站的线路，确保上下系统高质量连通；对站点设备运行的数据实时采集和上传，并接受上层控制站的遥控命令，对站点进行自动化控制。

3结论

综上所述，油田电力系统运行对自动化控制技术应用需求日益迫切，通过将自动化控制技术应用到油田网络中，将明显提升电网运行效率、降低运行损耗，更好地保障油田生产。