Situação atual do uso de energia em campos de petróleo

Devido ao afastamento dos locais de perfuração de petróleo, a infraestrutura da rede elétrica local é fraca e muitas vezes há um problema de capacidade insuficiente da rede elétrica. Além disso, há uma carga de impacto na rede elétrica durante o processo de perfuração. A rede elétrica local é difícil de suportar a demanda de carga durante o processo de perfuração, e geradores a diesel ou geradores a gás são frequentemente usados para fornecimento de energia auxiliar.

Desafios

1. Baixa (insuficiente) utilização da capacidade da rede:

2. O local de mineração é remoto, a infraestrutura de energia local é fraca e a margem do transformador é insuficiente

3. A carga muda rapidamente, há muitas cargas de impacto e equipamentos de impacto de alta potência, como guinchos e bombas de lama, afetarão a estabilidade da tensão.

4. Os geradores a diesel têm altos custos de energia e custo de investimento inicial

5. Ao lidar com grandes cargas, os geradores a diesel têm baixa eficiência de conversão;

6. A poluição ambiental e a poluição sonora são graves

Análise de fornecimento de energia em condições de perfuração

O equipamento elétrico usado em plataformas de perfuração inclui: guincho, bomba de lama, acionamento superior, controle sólido, quartel e equipamentos auxiliares, etc. A linha da rede elétrica é geralmente de 10kV. A rede elétrica seleciona diferentes capacidades de geradores a diesel de acordo com o plano de perfuração. Atualmente, o 70DB geralmente seleciona as capacidades dos transformadores de 4000kVA e 3150kVA, e o 50DB geralmente seleciona as capacidades dos transformadores de 3150kVA e 2500kVA. Atualmente, os equipamentos de 70DB e 50DB são os mais utilizados.

Mudanças de carga sob diferentes condições de perfuração

Durante todo o processo de perfuração, a carga de trabalho de diferentes cargas varia muito. A carga de impacto é muito frequente durante a operação e a potência é mais alta durante a fase de perfuração.

O início da perfuração tem características típicas de carga, com flutuações de carga de até 700kW e variação relativamente baixa no início da perfuração.

As condições de perfuração e arrancamento são semelhantes, com flutuações de carga relativamente baixas e cargas gerais baixas.

Base para projetar soluções de sistemas de armazenamento de energia：

Considerando as características de carga, potência máxima e potência de inicialização do armazenamento de energia durante todo o processo de perfuração, a demanda máxima de energia de armazenamento de energia é calculada. Com base nos resultados do cálculo, você precisa levar alguns fatores em consideração,

como eficiência de carga e descarga, profundidade de descarga e, em seguida, calcular a capacidade real de configuração.

Por exemplo: considerando as características de carga de impacto de guinchos, bombas de lama, acionamentos superiores, etc., a potência de projeto de armazenamento de energia é de 1000kW. Levando em consideração as necessidades de emergência e excluindo a situação em que a carga do sistema é muito alta por um curto período de tempo sob condições especiais de trabalho, a potência máxima de saída projetada do armazenamento de energia é de 1000kW. O sistema pode suportar fonte de alimentação de emergência para a maioria dos cenários de operação sem perfuração.

Requisitos reais de capacidade

Através da análise dos ícones acima, descobrimos que a potência é relativamente alta apenas durante a perfuração, parada e início da perfuração, e a potência pode estar próxima de 1600kW. A potência normal de trabalho de perfuração é de 900kW ~ 1600kW. A potência de controle de potência inicial de armazenamento de energia projetada é de 1260kW e a potência de descarga é de 1200kW. Quando a potência é inferior a 800kW, o armazenamento de energia começa a carregar. Durante o carregamento, a potência total é controlada para não exceder 1200kW. Com base nisso, a demanda máxima de armazenamento de energia é estimada em 436kWh.

A operação do sistema de armazenamento de energia também precisa considerar de forma abrangente fatores como eficiência de carga e descarga, profundidade de descarga e atenuação. Este projeto pressupõe baterias de 1C, 80% de profundidade de descarga de potência total e 92% de eficiência de descarga. Considerando que o sistema ainda pode atender a demanda no final de sua vida útil, o EOL 70% é considerado aqui. Com base nos fatores acima, a capacidade real de configuração do sistema de armazenamento de energia não é inferior a: 436/0,8/0,92/0,7=846kWh

Nos cálculos acima, todas as demandas de energia são calculadas de acordo com a demanda máxima, e o reabastecimento máximo de energia por uma única vez é de 150kWh. No caso mais extremo, o sistema de armazenamento de energia não pode suportar operações de perfuração várias vezes seguidas. Se a capacidade da bateria de armazenamento de energia não for sobre-alocada ou ligeiramente sobre-atribuída, o tempo de paragem da perfuração tem de ser prolongado.

Com base na seleção, este projeto foi finalmente configurado com um sistema de armazenamento de energia de 1000kW/950kWh

Diagrama de topologia do sistema de armazenamento de energia:

Vantagens da instalação do sistema de armazenamento de energia no projeto:

1. Reduzir a capacidade da rede elétrica e equipamentos de distribuição, estabilizar a tensão terminal, reduzir os custos básicos,

2. O sistema de armazenamento de energia atende às necessidades de fornecimento de energia de restrições de pico de energia e condições de emergência com base na redução de carga de pico e enchimento de vale, e melhora a segurança da operação;

3. Reduza o impacto de grandes cargas alternadas na rede elétrica e reduza os requisitos de desempenho da unidade.