海上石油平臺能源管控系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種可對同一海域內眾多海上石油開采平臺電能供給和消耗達到最佳匹配的海上平臺能源管控系統。其包括站控層、間隔層和網絡層，站控層內設有確保整個海上平臺電能供給、電能消耗達到平衡配合的監控系統，間隔層內設有對電能供給和使用量監控的檢測裝置，網絡層內設有包括網絡交換機和光纖通信等通訊傳輸裝置。本實用新型專利技術通過上述三個層次設置的監測、通信、匯總和反饋裝置獲取所述平臺上能源供給和消耗等相關數據，提供給管理系統從而提高各平臺的生產和管理效率。其不僅提供所有能源數據查詢系統，還可對能耗與生產等數據通過曲線分析、報表查詢進行綜合分析；再通過相關管理軟件，使管理人員更加快捷地做出相應的管控措施和分析。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
海上石油平臺能源管控系統
本技術涉及一種海上石油平臺的能源管控系統，特別涉及一種在同一海域內多個獨立的海上工作平臺站與中央控制平臺站之間，對所開采的各種能源數據以及采集的淡水、燃油、電能消耗數據進行傳遞、匯總、整合及二次分析的能源管控系統。
技術介紹
隨著全球能源形勢的日益緊張和我國經濟的持續快速發展，巨大的能源需求使得海上油氣田的開發力度日益加大,海上采油平臺孤立電網作為海上油氣田的動力保障,其安全穩定運行將直接影響到油氣田的正常生產以及由此產生的巨大經濟效益。目前，世界各國都不斷加強對海洋資源的開發和利用，特別是對近海的石油、天然氣資源的開發和利用。現有技術中的海上采油平臺的能源管控系統存在以下不足:I)沒有一個完整、條理和準確的基礎能耗數據采集整合系統海上石油平臺生產過程復雜、自動化設備多，而這些設備多為不同廠家生產的自動化和電氣化設備，各自系統單獨運行，兼容性較差，目前為止還沒有一個海上平臺，既可獲得生產運行數據，又可對包括全部能源消耗數據進行統計和分析的系統。能源管理系統對用好和管好能源非常重要，由于各平臺之間在能源數據(包括生產和生活涉及的能源數據)采集、交換、匯總方面無自動化管控系統，仍以安全生產、手工采集數據并統計為主，因而對能源數據缺乏全面的整理和集中處理。2)不能及時獲取能源數據海上石油平臺生產、建設的特殊性，部分能源采集和計量儀表無通信接口，是需要人工手動抄表，能耗數據不能統一智能化錄入數據管理平臺，導致能源數據不能及時納入系統綜合分析，導致能耗的管理和控制有一定的滯后。3)對能源數據的采集覆蓋率較低海上石油平臺分散在各個不同的海上鉆井平臺，不可避免的通訊中斷和通訊不暢，能源管控系統的數據來源不是一個地方，僅對電機耗電量的統計，都需涉及幾百臺電機，在計算整個系統的能源平衡、消耗比等數據的時候，依靠人工確保在較短的時間內獲取準確、完整的來自成百上千個能源計量檢測點的數據，是比較困難的。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一個可對同一海域內眾多海上石油開采平臺上所生產和消耗的相關能源數據進行自動采集，并將這些數據快速、準確、完整地傳輸至中控室進行自動整合以便有效利用能源的海上平臺能源管控系統。為了解決上述技術問題，本技術采用的技術方案為:本技術的海上石油平臺能源管控系統，包括分別設置于中控平臺站和同一海域內其它獨立的工作平臺站上的采油、發電設備以及對該采油、發電設備進行監測操控的控制裝置，所述控制裝置分別設置于站控層和間隔層內，在站控層內設有包括應用服務器、數據服務器、人機對話終端和確保整個海上平臺電能供給、電能消耗達到平衡配合的監控系統，在間隔層內設有包括具有對電能供給和使用量監控的檢測裝置，在所述中控平臺站上的站控層與所述其它工作平臺站上的站控層之間還設有將該兩個站控層相連接的網絡層，在該網絡層內設有包括網絡交換機、光纖轉換裝置、通信管理機、光纖通信電纜和以太網通訊接口的通訊傳輸裝置，在同一平臺站上的站控層與間隔層之間還設有所述的網絡層。所述檢測裝置為電能監測裝置，其中部分電能供給數據來自于DMS、EMS及DCS管理系統。所述通訊傳輸介質采用低煙無鹵護套鎧裝RS485/RS422通訊電纜；以太網通訊傳輸介質采用超5類雙絞線低煙無鹵護套鎧裝電纜；光纖通訊采用多模4芯低煙無鹵護套鋼帶鎧裝光纜。在所述的電能監測裝置可保證數據傳輸安全性并與其它通信網絡相對隔離的專用以太網通信網絡；在所述的DMS、EMS及DCS檢測管理系統內采用不同網段另一通信網絡并通過雙網卡與本間隔層的其它裝置和本站控層內的其他裝置進行通信連接。所述間隔層內的微機型繼電保護裝置和電能質量在線監測裝置采用以太網通訊分別接入所述監控系統中的主控柜和通訊傳輸裝置中的網絡交換機中；所述間隔層內的低壓馬達保護控制器、智能測控裝置和自動消弧消諧裝置采用RS485總線通訊接口分別與所述監控系統中的主控柜和通訊傳輸裝置中的網絡交換機相連接。在每個站控層的應用服務器中均配置獨立的可將數據實時轉發給其它站控層應用服務器中的PecsOPCServer模塊；在每個站控層的應用服務器中均配置獨立的可與當地EMS、DMS及DCS系統進行數據交換的DrvOPCClient模塊。所述檢測裝置采用OPC或MODBUS通訊協議接口。所述站控層所用的應用服務器采用2U機架式服務器，四核Intel至強CPU2.4GHz、1x4GB DDR3內存、大于18個內存插槽、ITB硬盤容量和集成雙千兆以太網口配置。采用具備GPS授時功能的監測設備或者通過SNTP協議的網絡對時服務同步監測網內各計算機的時鐘，使其與標準時鐘的誤差小于5ms。與現有技術相比，本技術通過具有網絡交換機、光纖轉換裝置、通信管理機、光纖通信電纜和以太網通訊接口的通訊傳輸裝置的網絡層將分別設置于同一海域內不同采油平臺上的采油、發電設備以及對淡水、柴油、天然氣或電能使用量數據，或者發電量數據進行采集操作連為一整體，人們通過設置于每個平臺上站控層內的應用服務器、數據服務器和人機對話終端即可快速獲取準確、完整的生產、能耗和管理有關的信息，以利于提高各平臺的生產和管理效率。本技術充分考慮自動化系統之間的關聯，不僅讓所有的能源數據通過一個系統可以查詢，還可以將能源消耗與生產、環境溫度等因素通過曲線分析，報表查詢等手段進行綜合分析；同時考慮海上石油平臺生產、供電的特殊性，開發了對數據進行二次分析處理的管理軟件，通過該管理軟件將分析的出來的數據以圖表和曲線對比的方式提供給管理人員，讓非能源管理的專業人士通過分析結果，進一步提高海上能源的管控水平，提供更深層次的數據挖掘。通過該管理軟件，更是解決了能源數據傳輸和管控分析的及時性，可以讓管理人員更加快捷的做出一定的管控措施和分析。【附圖說明】圖1為本技術的系統方框圖。圖2為本技術的站控層方框圖。圖3為本技術的間隔層方框圖。圖4為本技術的網絡層方框圖。【具體實施方式】如圖1、2、3、4所示，本技術的海上平臺能源管控系統包括分別設置于中控平臺站和同一海域內其它獨立的工作平臺站(即工作平臺站I一工作平臺站N)上的采油、發電設備以及對該采油、發電設備進行監測操控的控制裝置，所述控制裝置分別設置于站控層和間隔層內，在站控層內設有包括應用服務器、數據服務器和人機對話終端的監控裝置，在間隔層內設有包括具有對淡水、柴油、天然氣或電能使用量數據，或者發電量數據進行采集并將所述數據傳輸至站控層的檢測裝置，在所述中控平臺站上的站控層與所述其它工作平臺站上的站控層之間還設有將該兩個站控層相連接的網絡層，在該網絡層內設有包括網絡交換機、光纖轉換裝置、通信管理機、光纖通信電纜和以太網通訊接口的通訊傳輸裝置。在同一平臺站上的站控層與間隔層之間還設有所述的網絡層。由于海上平臺能量供給是一個獨立的供給系統，十分“脆弱”，即供能過多會造成能源浪費，供能太小，可能會導致系統的用能不足，直接影響海上平臺工作人員的生產和生活，為了即安全節能運行，又保證生產用能，使兩方面達到最佳平衡配合狀態，因此，就要求海上平臺系統對海上所有的能源消耗進行管控，從供能到所有的用能節點，保證整個海上平臺供能用能達到最佳狀態。本技術海上平臺能源管控系統本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海上石油平臺能源管控系統，包括分別設置于中控平臺站和同一海域內其它獨立的工作平臺站上的采油、發電設備以及對該采油、發電設備進行監測操控的控制裝置，其特征在于：所述控制裝置分別設置于站控層和間隔層內，在站控層內設有包括應用服務器、數據服務器、人機對話終端和確保整個海上平臺電能供給、電能消耗達到平衡配合的監控系統，在間隔層內設有包括具有對電能供給和使用量監控的檢測裝置，在所述中控平臺站上的站控層與所述其它工作平臺站上的站控層之間還設有將該兩個站控層相連接的網絡層，在該網絡層內設有包括網絡交換機、光纖轉換裝置、通信管理機、光纖通信電纜和以太網通訊接口的通訊傳輸裝置，在同一平臺站上的站控層與間隔層之間還設有所述的網絡層。

【技術特征摘要】
1.一種海上石油平臺能源管控系統，包括分別設置于中控平臺站和同一海域內其它獨立的工作平臺站上的采油、發電設備以及對該采油、發電設備進行監測操控的控制裝置，其特征在于:所述控制裝置分別設置于站控層和間隔層內，在站控層內設有包括應用服務器、數據服務器、人機對話終端和確保整個海上平臺電能供給、電能消耗達到平衡配合的監控系統，在間隔層內設有包括具有對電能供給和使用量監控的檢測裝置，在所述中控平臺站上的站控層與所述其它工作平臺站上的站控層之間還設有將該兩個站控層相連接的網絡層，在該網絡層內設有包括網絡交換機、光纖轉換裝置、通信管理機、光纖通信電纜和以太網通訊接口的通訊傳輸裝置，在同一平臺站上的站控層與間隔層之間還設有所述的網絡層。2.根據權利要求1所述的海上石油平臺能源管控系統，其特征在于:所述檢測裝置為電能監測裝置，其中部分電能供給數據來自于DMS、EMS及DCS管理系統。3.根據權利要求2所述的海上石油平臺能源管控系統，其特征在于:所述通訊傳輸介質采用低煙無鹵護套鎧裝RS485/RS422通訊電纜；以太網通訊傳輸介質采用超5類雙絞線低煙無鹵護套鎧裝電纜；光纖通訊采用多模4芯低煙無鹵護套鋼帶鎧裝光纜。4.根據權利要求2所述的海上石油平臺能源管控系統，其特征在于:在所述的電能監測裝置可保證數據傳輸安全性并與其它通信網絡相對隔離的專用以太網通信網絡；在所述的DMS、EMS及DCS檢測管理系統內采用不同網段另一通信網絡并通過雙網卡...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李衛團，熊永功，勞新力，寧有智，張龍，謝玉洪，柯呂雄，唐廣榮，劉祖仁，劉小偉，熊永衛，蔣帥，曾偉，周健，喻修治，謝若冰，柯賢康，舒巍，董君剛，王昕，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海石油中國有限公司湛江分公司，深圳市中電電力技術股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11