风电在油田海上生产中的应用分析

北极星风力发电网讯:20世纪80年代以来,风力发电机已经被成功地接入到很多大的电网或小的孤立电网中，风电接入小的孤立电网可以节约燃料，降低系统的运行成，如海上油田平台供电系统。由于风的固有特性，通过风机接入电网的风能是随机变化的。风力发电机输出功率的波动对大电网的影响相对较小。然而对于小的孤立电网,随着风电穿透功率的提高，这种波动对电网稳定性的影响变得非常显著。在没有贮能装置的情况下，波动的风产生电能，如阵风的出现可能给孤立电网带来新的电能质量问题，如电压和频率波动、闪变等。

海上油田平台孤立电网的容量限制、大的感应电机负载、变流器以及连接海缆的不利因素大大景响了电能质量,会对对电压、频率变化和波形畸变有要求的平台上的电气设备造成不利影响。在可能超过10海里的海缆中，相对大的充电电流使电能质量变得更差。正常工况下，电网电压和频率的变前化范围要满足一定的标准。目仍然没有比较经典的分析海上孤立平台电网稳定性和电能质量理论体系。尽管海上风资源丰富，在海上油田平合安装风力发电机可以利用可再生能源节约燃料、降低运行成本，但是接入风电的海上油田平台电网稳定性受到很多不确定因素的影响，在风电接入油田平台电网之前，要求通过仿直来评价风电的接入是否能在一定范围内保证海上平台电网的稳定性。

多极永磁同步风力发电机组具有无齿轮、运行速度低、重量轻、可靠性高以及维护工作量小等特点，特别是发电机的永磁体励醚系统降低了损耗和维护量。因此永磁同步风力发电机比其它风力发电机的效率高，更适合海上风电的需要。研究海上平台孤立电网的风电接入时，多选用更适合海上恶劣环境的永酸直驱风力发电机组。

油田风网互补智能供电系统

为实现风电在油田抽油机井上的应用，确保油井连续正常稳定运行,选择采用风电、网电互补的方式，即利用风电、网电互补智能供电节能装置，将整流器、逆变器有机结合，优先使用风电的供电技术方案，不足的部分由网电即时补充,无须切换,达到风电网电互补供电的目的不需改变现场的配电线路，可以扩大风电的适用范围，为其推广插上有力的翅膀。

风网互补智能供电系统主要由风力发电机和整流装置及供电控制器三个部分组成。

风网互补智能供电系统可为单台油田用电设备供电,也可为多台油田设备同时供电。

风网互补智能供电系统的工作原理：在不需要改变抽油机现场的配电线路的情况下，将风力发电、整流、数字化逆变、能量回馈、变频技术有机的结合，使用风电作为优先供给电源，风电不必上网，直接对24小时运行的设备进行供电,网电作为风电不时的补充电源，且风电与网电之间采用无缝自动互补。该系统可以“一对多”(一台风力发电机对多台抽油机)或“多对多”(多台风力发电机对多台抽油机)构成一个微型供电网进行就近供电。

风网互补智能供电系统的主要功能：

（1）风电优先动能。由风力发电机发的电能，若能够满足动力设备用电时，全部用风电,若风能不足时，网电的电能自动补足,若无风能时，则全部用网电。风电与网电互补过程中实现无缝切换。

(2)降低无功功率,提高功率因数功能。由于采用直流逆变方式供电、矢量变频技术，其功率因数大大提高，从而减少无功率损耗。

(3)增产增效功能。由于采用变频控制，可根据不同油井的要求，采用最佳的控制方案，实现抽油机经济运行。

(4)具备自动监控功能。可实现智能化远程监控各用电设备，由于供电控制器具有485远程监控接口，可以将风电、阿电、控制器、动力设备、运行状况远程传送给中心控制室。同时还可以远程控制动力设备的启动、停止和调整运行转速等参数，从而为实现数字化油田奠定基础出。

(5)提高采油设备的使用寿命。由于本设备具有变频功能，所以在动力设备启动时无冲击现象，电动机及油机的寿命将延长。