油田电力系统自动化控制技术应用及趋势

库雪坤(大庆油田有限责任公司第七采油厂规划设计研究所公用工程室，黑龙江 大庆 163000)

0 引言

油田电力系统自动化控制技术能够解决油田生产过程中动力能源的自动化传输控制，保障整个生产的安全运行，对整个生产过程进行生产信息管理，同时实时监控生产任务。让生产管理人员能够实时了解设备运行状况以及生产进度，降低生产成本，提高生产效率。

1 油田电力系统的基本概括

1.1 电力系统的组成

油田电力系统有其特有的特点，它是在整个油田生产过程中通过自己系统的设计来进行发电、变电、输电、配电多个环节的整合，通过系统优化来提高运行质量，保证生产高效进行。油田电力系统也将计算机信息技术、控制技术、监控技术、信息管理技术等纳入到整个电力系统构建中，能够一次性的完成从能源转换到能源配送以及后期的监控调度，实现整个生产过程的无人值守。

1.2 电力自动化控制的要求

电力自动化控制对整个油田电力系统提出几个要求：它能够在生产过程中快速的收集，检测和处理整个系统中被当作系统组成构件的具体参数，能够快速掌握他们的运行状态；其次，能够将这些参数的变化以及整个生产状况和当初系统构建时所提的要求对应起来，及时反馈给工作人员，为他们的决策及管理提供参考的意见或者能够更加优化某一块组成要件的参数变化。最后是积极协调整个系统中每一层次元件，使得整个油电控制系统运行更加高效。

1.3 电力自动化控制技术的优势

当前油田控制电力系统主要是由电力自动化进行综合调试完成的。由于该类系统较为繁琐，通过人力无法对其各个部件进行分布整合处理。因此，电力自动化控制技术有效地解决了这一问题。通过对于电力工程输送过程中计算机自动化控制，来实现对于油田系统的综合调控，从而真正达到油田电力自动化，使无人值守的油田工作系统不再是一个简单的梦想。如今国内大部分油田工作环境仍处于人工半智能自动化控制，通过人工对于综合大局的判断，对吸油井及水泵装置进行压力控制。一方面可以提高电力自动化控制技术的精准性与及时反馈性，但另一方面却无法实现无人值守，在一定程度上浪费了劳动力。

2 油田电力系统自动化控制技术的应用

2.1 油田集控站SCADA功能应用

对于油田电力系统来说，自动化控制技术有利于实现油田集控站SCADA功能的综合应用。对于SCADA功能来说，其包含了RTU数据处理及预处理综合程序。对于油田采油效率有着至关重要的影响。其中采油机械通过M01电机的负荷运转，实现对于整个石油区域化的采集工作。在这个过程中，同过电力系统自动化控制技术，可以有效地保障电动机运行过程中不会过载启动，保障了电动机的输出效率的同时，也防止了电动机由于启动电压过高，从而使符合电阻熔断，造成电机烧毁的工程事故[1]。有效地提高了油田集控站的机械使用寿命，进一步提高了油田采集过程中的成本把控。

2.2 处理、存储DTS主要电网数据

通过电力自动化控制技术，可以有效地对油田工作过程中的电网数据进行记录备份。再出现工程故障时，设计工作人员可以通过查询相对应日期的工作日志，得到当天DTS电网综合数据记录。有利于工程师分析出故障原因，进一步提高油田机械维修水平。同时DTS电网数据的及时记录，可以有效地保证油田运行过程中的综合情况以日志的形式保存下来，有利于相关专家对该油田的工作效率及机械装备负载情况进行调查评估。从而进一步加强油田各个系统之间的协调度，保障了油田采集过程中的信息高速传递，使得基础工业能够得到信息时代得技术支持。

2.3 RTU主控制站的应用

通过电力自动化控制技术，可以实现RTU主控制站信息传递效率大大提高，通过光纤将综合指令传递到各个分支系统，从而加强各个工步的工作效率。在RTU主控制站的调度下，工作人员可以将采集到的相关数据上传到云端服务器，通过系统进行评估分析，从而得出油田控制系统所出现的主要问题，并对其进行评估改进。这样可以提高油田采油的稳定性，同时在一定程度上，节省了人力资源分析系统的时间。同时，RTU主控制站通过对各个系统运行数据的采集，将保存数据上传到上层集控站当中，不再采取传统的输送电路运送方式，提高工作效率[2]。

3 油田电力系统自动化控制技术的改进措施

3.1 建立质量安全自动化监测体系

通过油田电力系统自动化控制技术，可以有效地对油田工程质量安全进行24小时无间断监测。通过自动化系统的智能监控，可以取代人工劳动力相对岗位的值守工作，极大程度上提高了油田作业过程中的安全系数。对于采油施工现场来说，技术作业活动是否标准化是保证施工安全的具体因素。采油现场可以建立施工工程监理岗位，对采油过程中采取的施工技术作业活动进行及时技术性指导，保障其在操作方面保障技术性正确。施工技术作业活动是一个施工能否保障其基础安全质量的基础，因此，监理对于采油作业技术活动的监督控制至关重要。例如：施工过程中的质量控制点控制问题，关键采油环节或者薄弱施工环节的管理监督，直接影响到整个油田工程的采油效率和质量安全。对于质量影响较为大的、易出现施工问题的点，监理应对其进行加强控制监控，防止对于施工过程中造成大的质量损耗。其中重点需要控制监督的对象包括：施工人员的技术行为、采油现场的原材料选择、采油机械技术参数等等。同时，对于采油过程中的薄弱环节加强控制，如：采油过程中的新材料选用、施工过程中采用的新工艺新技术等。重点关注采油工程中的安全质量控制，是采油工程监理对于施工质量安全问题合理控制的主要措施。

3.2 提高自动化作业效率

当前电力系统自动化控制技术逐步完善，油田工程逐渐变为机械化作业模式，在油田采集工作上取代了人工劳动力。其中电力系统的可控制性与高效化工作模式，为整个油田系统的工作环境打下了坚实的基础。其中主要发展方向分为三部分：分布式方向发展、图形化方向发展、远处化方向发展。控制系统通过新型计算机管理模式，能够更加高效的处理油田作业过程中遇到的各种问题。加强工作效率的同时，也提高了油田采油过程中的信息收集能力。通过云端服务器进行储存，当信息进行评估时，可以通过计算机服务器端口进行输出。

4 油田电力系统自动化控制技术的发展前景

对于油田电力系统来说，自动化控制技术的发展速度，将决定油田行业内部智能化管理化工作效率的高低。同时，为了提高工程质量，保障油田日常作业过程中的成本利用最大化，应加强电气工程技术发展，同时提高相关人员专业素质，保证在项目实施过程中能够最大化的发挥工作效益，提高企业运行速度。

4.1 多样化功能

如今智能化应用系统在很多领域都有所涉及，对于油田电力系统来说，智能化应用系统可以为整个油田工程提供多元化的解答，特别是面对不同问题时，可以通过智能化技术，对整体油田工程进行数据模拟。如今我国自动化控制技术领域，需要智能AI模拟的方面很多，往往需要对其进行综合控制，这样可以保证减少劳动力损耗的前提下，进一步提升油田内部电气设备的使用频率，从而提高企业效益，进一步节约公司成本。但智能化应用系统也存在一定的缺陷，例如由于是分布式控制系统，再出现系统故障时，维修过程较为繁杂；同时原配件的生产材料厂家定价不一致，在购买过程中容易出现价格差异。

4.2 最优化设计

对于油田电力系统智能化控制技术来说，通常需要将整个系统进行统筹化设计。由于机器计算的便捷性，当面对繁杂的数据处理时，智能化控制系统可以从庞大的油田电气数据库当中寻找符合该课题的最优解。这个过程当中往往是需要相关管理人员进行综合控制的。对于智能化控制技术来说，往往内部存在一个控制终端，需要相关控制人员对其进行综合控制，这个过程可以将油田工程整体控制化简为零，保证设置过程中能够减少控制步骤，提高企业内部工作效率的同时，同时也可以降低企业内部资金消耗，使每一个油田工程都可以达到最优化设计。

此外，对于整个企业内部自动化控制系统工程设计过程中来说，需要保证每个设计人员都具有自己的设计思想，保证在设计过程中能够展开头脑风暴。通过设计人员进行最初化设计之后，往往需要对整个自动化控制系统进行综合优化，这个过程需要智能化技术进行改进。通常传统控制系统在进行统筹设计过程中，是由设计人员对其进行综合设计的，然而在人为设计过程中，往往存在着一定程度上的误差，导致油田内部电气工程自动化设备无法做到高精度，这样会影响到工作效率[3]。当使用智能化控制系统时，可以完美地解决这一问题。由于智能化控制系统能够将各个工艺进行综合设计，这样可以提高油田工程自动化工作效率，保证自动化控制技术与现代智能技术相结合，节约劳动力，保证经济收益。

5 结语

如今电力需求已经成为各行各业工作中的必需品，对于油田基础采集工程来说，完善电力系统自动化控制技术，可以有效地提高油田采集工作效率。当前智能化时代已经来临，越来越多的工程现场采用无人值守制，在油田自动化控制技术发展的过程中，保障电力系统能够安全稳定运行，并减少电路运输过程中的能量损耗，是当前油田电力系统自动化控制技术的主要发展方向。