建设能源管控中心平台，实现企业提质增效

2018-07-20孙召龙孙秀玲安学先李萍郭金枝

石油石化绿色低碳 2018年3期

孙召龙，孙秀玲，安学先，李萍，郭金枝

（中国石化胜利油田分公司现河采油厂，山东东营 257001）

现河采油厂能耗管理目前仍以月度统计为主，设备耗能状况无法实时监控，能耗信息管理相对滞后，出现问题响应不及时；机采系统、注水系统、集输系统、供电系统设备的能源利用状况评价，用能诊断及优化调控建议措施等仍依靠人工进行，不能实现在线诊断及实时调控，耗能系统、设备能源诊断的事后控制存在一定的局限性及滞后性；由于“四化”分批建设、分批投产等原因，部分设备、站点能源消耗参数也不完善，所以急切需要建设一套能源管控中心来提升能源利用效率和管理水平，达到企业节能降耗的目的。为此，油田选择节能基础较好、“四化”建设较完善的郝现管理区进行试点建设工作。

1 能源管控中心技术架构

1.1 建设目标

在已建的信息化建设成果基础上，建成“能耗展示、能效报警、能效评价、能效优化、统计查询”5个功能模块，与已建生产指挥等系统进行集成、整合，实现“能流可视化、在线可优化、能效最大化”的能源管控中心系统。

1.2 建设思路

运用“PDCA”管理理念，对5大模块进行功能定位。能耗展示模块主要是能耗计划量、实耗量的展示；能效报警先检查再报警，是短周期检查识别，能效评价模块是长周期的检查识别；能效优化即整改与提升；统计查询为公共模块。最终实现能源管控的闭环管理，能源管控中心建设思路详见图1。

图1 能源管控中心建设思路

1.3 主要技术路线

以油田企业为例介绍能源管控中心建设的主要方法，油田企业管理层级包括分公司、采油厂、管理区三级，要考虑分公司、采油厂、管理区的各方面需求。从油田层面开发能源管控模型，通过建立“三层能耗主体、二套指标体系、四级责任主体”框架模型，确定各级责任主体的职责，梳理能耗指标、参数，划分能耗主体，建成简洁、实用、高效的能源管控系统，并将能源管控系统集成至生产指挥平台，实现“能流可视化、在线可优化、能效最大化”，形成集生产指挥、能源管控于一体的指挥平台。

2 主要方法体系研究

2.1 指标体系研究

通过建立指标体系，将郝现管理区的生产系统、生产单元、用能设备的各类能耗指标界定清晰，为软件编制做好基础。

指标体系包括基础参数、复合指标。基础参数是仪表直采参数、数据，复合指标是使用基础参数计算得到的数据。

基础参数包括能耗参数、实物量参数、分类参数、生产参数共399项，其中能耗参数167项，实物量参数13项，分类参数117项，生产参数102项。复合指标共计21个。

2.2 三层能耗主体

三层能耗主体包括系统、单元、设备。系统是指机采系统、注入系统、集输系统、电网运行和其他。单元包括油井、计量站、接转站、联合站。设备包括电机、抽油机、变压器、输油泵、注入泵、增压泵等耗能设备。

2.3 四级责任主体

项目以郝现管理区为试点，从油田层面开发能源管控模型，分公司、采油厂、管理区、班站是耗能的四级责任主体。从各级责任主体工作的侧重点出发，确定各自的功能职责。

分公司级定位于能耗展示、能效评价；采油厂级定位于动态分析、协调组织；管理区级定位于日常管理，能效优化。班组主要职责是能源数据采集、节能措施执行、能耗设备管理，日常工作由管理区安排，能源管理职责归属于管理区。

3 软件系统开发

3.1 总体架构

能源管控中心作为生产指挥平台生产管理模块的一个子模块，主要包括能耗监控、预警报警、能效评价、能效优化、统计分析等功能。采用生产指挥平台统一的认证方式，集成至生产指挥系统，在底层上共享采集的生产设备信息，应用上与平台相关功能整合，做到方便用户操作，提供更多更全面的生产数据信息。

能源管控中心模块建设依托于油田云服务框架，技术架构如图2所示。

3.2 模块功能定位

图2 能源管控中心技术架构

首先明确能耗展示、能效报警、能效评价、能效优化、统计查询五个功能模块的定位和思路。

1）能耗展示

定位：实时跟踪能效状况。

思路：覆盖全部设备类型，实时取全基本指标。能耗展示模块能够实现区域内各类能源各个节点的能效状态监控，对能源利用情况进行直观、生动展示，达到“能流可视化”的目的。

2）能效报警

定位：发现能效异常情况。

思路：选择报警指标，制定报警规则，设置指标阈值，支撑生产运行。根据采集的数据，通过对趋势预测、功能变化、波动异常诊断等分析，预测可能存在的问题与后果。在确定报警预警的原因后，能够通知相关人员及时采取措施，并对采取的措施情况进行跟踪评价。该部分内容与郝现管理区已经试点的生产即时通项目衔接，措施处置与跟踪在生产即时通中配置实现。

例如，机采系统示功图参数进行在线采集与分析，如功图图形、载荷差变化较大，则系统报警；由工人现场确认出现的问题，并及时处理。

3）能效评价

定位：能效水平分级。

思路：比标准、比计划、比先进、比进步。以对标提升为手段，以设施设备、组织机构为主体，将能耗实际水平与能耗标准对比，与计划指标对比，与同类主体对比，与自身历史对比，抓两头带中间，以先进促后进。在子功能设置上，该模块主要分为标准评价模块（比标准）、总量评价模块（比计划）和对标评价模块（比先进、比进步）三个子模块。

4）能效优化

定位：能效决策辅助。

思路：设备优化、系统优化、智能优化。以实时数据为基础，以节约电、天然气为重点，依托现有成熟节能技术及新型节能技术，建立一套分专业的能效分析模板和工具，兼顾操作性与创新性，从易到难、从单体到系统，针对单台设施设备实现设备优化，针对联网一体的设施设备实现系统优化，基于大数据积累实现智能优化，辅助节能潜力分析和方案制定，提高节能方案的决策水平。

按照优化对象，该模块分为确定优化对象、优化方案制定、优化方案审批、优化方案执行和优化效果评价等五个子模块。

5）统计查询

定位：能效统计查询。

思路：做全报表设计，支撑灵活查询。根据能源种类、设备类型、行政单位等因素对各种能耗进行分类统计。能源种类分为电、天然气等；设备类型有抽油机、电泵、螺杆泵、外输泵、加热炉、三相分离器、注水泵等；行政单位包括胜利油田分公司、现河采油厂、郝现管理区、基层注采站。