油田电力系统自动化控制装置

西昌学院工程技术学院

油田电力系统自动化控制装置

褚晓锐西昌学院工程技术学院

油田电力系统包括发电、变电、输电等多个环节，电力网络作为油田电力系统中连接输电线路的纽带，在电力输送的配电环节有着极其重要的作用。油田电力系统自动化控制技术根据不同标准可分为模糊逻辑控制技术、神经网络控制技术、线性最优控制技术、专家系统控制技术和综合智能控制技术几种类型。分布式的电力控制系统将高压等级配电系统逐渐转变为低压等级配电系统，EMS到DMS的转变，实现了全方位的自动控制功能。

自动化；电力系统；电力网络；曼彻斯特码

自动化控制技术作为最具影响力和发展力的技术之一，涉及生产、管理、服务等各个领域。在当今油田电力管理工作中，自动化控制技术提供了常规控制手段，实现了高效的工业生产模式。国内油田企业在生产过程中基本实现完全自动化，综合管理方面实现全方位自动化管理控制，可提高油田产业的生产效率，降低能耗，确保日常安全。

1 功能定位与编码技术

自动化控制编码又可称为曼彻斯特码，具体分为曼码、标准曼码、差分曼码等，主要用于油田电力终端设备信息模块的转化工作，恢复原始数据信息，完成数据信息译码[1]。在当前工业领域使用的自动化控制编码系统多为差分曼码，其功能为恢复原始数据信息。在传输过程中，差分曼码将传输的波形周期减半，并且每个传输波形的变化幅度都保持在±1范围内。表示0电平时，用下降箭头标注；表示1电平时，用上升箭头标注。恢复原始数据信息过程中，每个幅值变化的过程都被系统用箭头标注。

2 自动化控制技术

2.1 技术原理

油田电力系统包括发电、变电、输电等多个环节，电力网络作为油田电力系统中连接输电线路的纽带，在电力输送的配电环节有着极其重要的作用。在电力系统自动化应用过程中，电力网络成为至关重要的影响因素，其最大优势在于能一次性把所利用能源转化为电能，例如电力网络可将电能通过变电站转变电压再输送到各个终端系统，因此电力网络对电力系统的结构、通信设施以及运行调度等也有了更高的技术要求。

油田电力自动化控制主要任务是收集各电力系统中的元件工作参数，通过分析系统运行状态给予管理工作者参考建议，当问题出现在系统承受能力之内会自行进行调整。为更好地保证整个电力系统的安全运行，变电站的电力自动化控制装置借助编程系统进行调控，并采用声频控制方式和计算机同时进行监测。监测过程中以信息采集为主，通过系统自动分析数据反应运行状态[2]。另外，油田电力系统自动化控制技术还会对系统安全性进行模拟估算，以避免供电设施或变电设施因电压动荡引起的事故。

2.2 技术分类

油田电力系统自动化控制技术根据不同标准可分为模糊逻辑控制技术、神经网络控制技术、线性最优控制技术、专家系统控制技术和综合智能控制技术几种类型。

该系统自动化控制技术中常用的编码技术为74LS147型10线—4线优先编码系统，其反码组成对应0～9十个二进制数。当输入111111111时，输出1111，输入端无信号，输出的不是对应十进制的0000，而是其反码1111。

2.3 自动控制技术的应用

油田电力系统中电力网络在配电环节可将电能通过变电站转变电压再输送到终端系统。其在油田开发中有着不可替代的作用，表1为电力系统自动控制技术在近几年国内石油工业发展中的应用率变化情况。

大庆油田电力集团作为全国石油系统最大的电力企业，其电力系统自动化控制技术具有领先水平，下面将以大庆油田电力自动化系统举例说明其自控技术应用水平。

表1 2009～2012年电力自动化控制技术普及率

大庆油田电力自动化系统以RTU远程站3层结构模式为主要控制站，RTU即远程测控终端（RemoteTerminalUnit），其作用是对现场信号和工业设备进行监测并控制[3]。RTU作为企业电力自动化的核心控制器，由信号输入/输出，微处理器、有线/无线通讯设备等构成，并利用自身配置软件实现中央监控与调度多处理功能，RTU支持SCADA通讯系统。SCADA，即数据采集与监视控制系统(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，其涉及领域较广，在电力、冶金、石油等工业数据采集中负责收集、处理、储存电网多媒体信息。远程RTU为主要控制站点，SCADA在收集RTU数据并在进行预处理后向供电公司等输送数据信息。

3 技术发展趋势

电力系统自动化控制技术在科技飞速发展背景下表现出远程化和图形化的发展趋势。RTU作为企业电力自动化的核心控制器，其信号输入/输出、微处理器、有线/无线通讯设备等充分利用了工业控制计算机这一先进的硬件系统。而计算机硬件系统也朝着智能、轻便的方向发展，利用电力网络其远程化控制目标将逐步实现。

在当前以及未来，能源消耗是关系到国计民生的重要问题，分布式的电力控制系统应运而生。此系统在降低能源损耗的前提下能通过调节电荷峰值提高输电稳定性，油田电力系统自动化技术也正是基于这一理论研发而出。该技术由高压等级配电系统逐渐转变为低压等级配电系统，EMS到DMS的转变，实现了全方位的自动控制功能。电力传输过程中，电压由高变低，由能量管理变为配电管理，这种电力管理模式由原来的单一功能朝着多元化功能发展，即数字处理、能力分配等多方处理。

4 结语

电力系统自动化技术在科技飞速发展的过程中展现出自身的巨大影响力，为了能更好地适应市场经济发展并实现科学、可持续发展，油田电力企业需要不断完善已应用的电力系统自动化技术，为石油工业提供优质的电力服务和管理系统；各油田电力企业要不断更新与提高电力技术水平，实现电力系统全面一体化和网络远程化，促进油田企业朝更好、更快些方向发展。

[1]贲艳波．油田电力系统自动化控制技术应用及发展趋势[J]．油气田地面工程，2013，32（7）：78-79.

[2]揭福衢．浅论电气自动化在油田化工中的应用[J]．科技创新导报，2010，14（24）：34-35.

[3]刘展辰．油田电力系统自动化发展趋势[J]．油气田地面工程，2012，31（6）：57.

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.045