摘要：本文主要探討了能耗管理系統(tǒng)(ECOMS)在LF12-3海上油田的應(yīng)用。首先，介紹了該系統(tǒng)的應(yīng)用背景；然后，詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)特點(diǎn)、構(gòu)架及功能；總結(jié)了能耗管理系統(tǒng)對(duì)海洋石油平臺(tái)在生產(chǎn)能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和能源使用效率提升方面的重要作用。

關(guān)鍵詞：海上油田；能耗管理系統(tǒng)；能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；能源使用效率

一、引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的副作用也在不斷顯現(xiàn)，能源資源日趨緊張，環(huán)境條件不斷惡化。要幫助高能耗企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔、高效的生產(chǎn),需建設(shè)能耗監(jiān)測(cè)、管理和控制系統(tǒng)，利用技術(shù)創(chuàng)新來(lái)提高能源的使用效率。

國(guó)外的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)企業(yè)每年8%的能源損耗是由于缺乏能源監(jiān)測(cè)和維護(hù)計(jì)劃所導(dǎo)致的，而另外12%的能源損耗則是因?yàn)闆](méi)有有效的能 源管理和控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)的企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中廣泛采用了計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)(如DCS和SCADA)，并高度重視能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化系統(tǒng)。

借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，這些企業(yè)成功地建立了完善的能耗監(jiān)測(cè)和管理體系。這使得能源消耗的動(dòng)態(tài)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了信息化、可視化和可控化，從而能夠?qū)ζ髽I(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗結(jié)構(gòu)、過(guò)程和要素進(jìn)行精細(xì)的管理、控制和優(yōu)化。這種綜合性的能源管理方法不僅有助于降低能源損耗，還能顯著提高能源使用效率，為企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

能耗管理系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能耗動(dòng)態(tài)過(guò)程，收集生產(chǎn)過(guò)程中大量分散的用電等能耗數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)分析、對(duì)比功能，從而發(fā)現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)能耗過(guò)程中存在問(wèn)題；通過(guò)優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)能耗的運(yùn)行模式和軌跡以及建立企業(yè)能耗評(píng)估、能耗管理體系，提高企業(yè)能源效率水平。

二、項(xiàng)目概述

LF12-3油田群開(kāi)發(fā)項(xiàng)目位于中國(guó)南海,包括一艘生產(chǎn)、儲(chǔ)存一體的多功能油輪(FPSO) ,一座生產(chǎn)平臺(tái)LF12-3WHP,之間采用海纜連接。FPSO配備4臺(tái)原油主機(jī),作為電站平臺(tái)。

為滿足長(zhǎng)期發(fā)展需求，新建平臺(tái)配有電源能量管理系統(tǒng)(PMS)，以及能耗管理系統(tǒng)(ECOMS)。發(fā)電機(jī)組的調(diào)速與跳崖特性的不同，使得在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)難以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。若直接將兩者并網(wǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)參數(shù)波動(dòng)，進(jìn)而影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。為確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)這兩種發(fā)電機(jī)組的調(diào)速與調(diào)壓特性進(jìn)行深入分析和控制以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。通過(guò)電站電源能量管理系統(tǒng)和能耗管理系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)平臺(tái)電網(wǎng)設(shè)備的電力進(jìn)行統(tǒng)一、科學(xué)、高效的管理和調(diào)度。

三、能耗管理系統(tǒng)應(yīng)用與分析

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

從在構(gòu)建這一系統(tǒng)時(shí)，充分融合了當(dāng)前前沿且成熟的技術(shù)，同時(shí)著眼于未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需求。通過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃、布局和設(shè)計(jì)，確保了系統(tǒng)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，同時(shí)突出重點(diǎn)，分步實(shí)施，確保每一步都穩(wěn)健而高效。在實(shí)施策略上，根據(jù)實(shí)際需求及預(yù)算進(jìn)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃，以標(biāo)準(zhǔn)化為核心，優(yōu)先推進(jìn)核心業(yè)務(wù)，確保信息的共享與安全。始終注重系統(tǒng)的完整性和投資的有效性，力求構(gòu)建一個(gè)既又實(shí)用的能源監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，為重點(diǎn)用能單位提供強(qiáng)大的支持。

3.1.1標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化原則

在規(guī)劃和實(shí)施本項(xiàng)目時(shí)，嚴(yán)格遵循電子政務(wù)相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，確保項(xiàng)目的整體建設(shè)和實(shí)施在業(yè)務(wù)、技術(shù)、運(yùn)行管理等多個(gè)方面都得到精心設(shè)計(jì)。特別注重標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，以確保項(xiàng)目的高效、安全和可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)這種綜合、全面的方法，力求構(gòu)建一個(gè)既符合標(biāo)準(zhǔn)，又能夠滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求的電子政務(wù)系統(tǒng)。

3.1.2開(kāi)放性、可擴(kuò)展性原則

在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，充分考慮了系統(tǒng)的開(kāi)放性、可擴(kuò)展性，以便大限度地利用現(xiàn)有設(shè)備、軟件及信息資源。這種設(shè)計(jì)策略不僅提高了系統(tǒng)的兼容性和靈活性，還有助于降低維護(hù)成本和提高效率。

同時(shí)，我們也著眼于系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展。通過(guò)預(yù)留接口和二次開(kāi)發(fā)API,為系統(tǒng)增添了新的功能，為用戶(hù)提供了便利。這種前瞻性設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)能夠隨著形勢(shì)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展，與時(shí)俱進(jìn)。

值得一提的是，系統(tǒng)*符合電子政務(wù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這保證了系統(tǒng)的合規(guī)性和穩(wěn)定性 。我們相信，通過(guò)這種綜合設(shè)計(jì)，我們的系統(tǒng)不僅能夠滿足當(dāng)前的需求，還能夠?yàn)槲磥?lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.1.3技術(shù)的成熟性原則

在構(gòu)建此系統(tǒng)的過(guò)程中，注重設(shè)計(jì)理念、技術(shù)體系以及產(chǎn)品選擇的與成熟性的有機(jī)結(jié)合。我們的目標(biāo)是確保系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)保持持續(xù)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。采納前沿的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)體系，同時(shí)結(jié)合經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證的成熟產(chǎn)品，力求打造一個(gè)穩(wěn)定、既滿足當(dāng)前需求又能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)思路旨在確保系統(tǒng)能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高效運(yùn)行，減少因技術(shù)落后或產(chǎn)品過(guò)時(shí)而引發(fā)的維護(hù)問(wèn)題，從而為用戶(hù)帶來(lái)持久且穩(wěn)定的效益。

3.1.4可靠性原則

系統(tǒng)綜合考慮了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、安裝校驗(yàn)及設(shè)備選型，確保系統(tǒng)整體運(yùn)行的可靠性和安全性。

四、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)狻⒄羝皦嚎s空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車(chē)間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

五、應(yīng)用場(chǎng)所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫(xiě)字樓以及汽車(chē)制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

六、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)搭建在客戶(hù)自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶(hù)可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測(cè)量的各類(lèi)型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

七、系統(tǒng)功能

平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

7.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶(hù)名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

7.2大屏展示

用戶(hù)登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類(lèi)能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

7.3首頁(yè)

首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢(shì)、單耗趨勢(shì)、分類(lèi)能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

7.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對(duì)企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

• 能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

  • 能流圖：需要在能流圖上對(duì)水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

  • 配電圖：將配電房真實(shí)情況畫(huà)入配電圖，實(shí)時(shí)展示接入的門(mén)禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門(mén)禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

  • 實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠、車(chē)間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

  • 數(shù)據(jù)展示：通過(guò)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

• 檢測(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

7.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

7.6變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(fù)載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析，找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

7.7儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

7.8能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中，能從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

7.9用能統(tǒng)計(jì)

從能源使用種類(lèi)、監(jiān)測(cè)區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費(fèi)。

7.10 分析成本

統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（工廠、車(chē)間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類(lèi)能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

7.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接，通過(guò)產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

7.12績(jī)效分析

對(duì)各類(lèi)能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車(chē)間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年、*時(shí)段績(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評(píng)定能源消耗是否合理。

八、結(jié)論

綜上所述，能耗管理系統(tǒng)是一種新型的能源管理工具，是LF12-3油田智能化數(shù)字油田建設(shè)的重要組成部分。通過(guò)對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和對(duì)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海上油田能耗的全面監(jiān)控和優(yōu)化管理。該系統(tǒng)在LF12-3油田的應(yīng)用提高了能源利用效率，降低了運(yùn)營(yíng)成本，提高公司經(jīng)濟(jì)效益，并樹(shù)立了節(jié)能降耗的形象，為能耗管理系統(tǒng)在海上油田大規(guī)模應(yīng)用提供了參考。未來(lái)，隨著信息化技術(shù) 的不斷發(fā)展，海上油田能耗管理系統(tǒng)將會(huì)越來(lái)越完善，為海上油田的節(jié)能減排工作提供良好的支持工具。

參考文獻(xiàn)

[1]張明東，王曉冬，王麗娟. 海上油田能耗數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 海洋石油，2018,38(2) :99-104.

[2]孫宏斌，張伯明. 全局電力管理系統(tǒng)(GEMS)的新構(gòu)想[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備 ,2011, (5) :6-8.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與選型手冊(cè).2022.05版.

[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái).2023.06版.

作者介紹：

翟雪玲，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事企業(yè)能耗檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。