技术创新助力长庆油田电网高质量发展

2023-08-25刘粉梅曹锐

中国管理信息化 2023年12期

刘粉梅曹锐

［摘要］2022年，长庆油田全年生产油气当量一举突破6 500万t，创造了国内油气田年产油气最高纪录。清洁电力开发项目部作为长庆油田油气生产链上重要的服务保障部门，面对油田电力生产规模不断扩大带来的用工矛盾和设备操作风险，依托技术创新大力实施油田电网“数字化、自动化、可视化、智能化”建设，将电网高质量发展与技术成果转换应用工作同部署、同推进、同落实，通过技术创新焕发出强劲的供电保油新动能。基于此，文章对长庆油田通过技术创新实现油田电网高质量发展的具体做法进行分析，以期为其他油田企业提供参考。

［关键词］技术创新；数字化建设；油田电网；长庆油田

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.12.031

［中图分类号］TE43；TM76［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2023）12-0096-03

0 引言

党的二十大指出，高质量发展与高速增长有着本质不同，这就要从追求速度转变为追求质量，从规模扩张转向结构优化，从要素驱动转向创新驱动［1］。无论从哪一个转向看，科技创新都是不可或缺的核心要素。为贯彻落实习近平总书记提出的“抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来”的重要论述，2022年中国石油天然气集团有限公司提出“聚焦发展需求，围绕产业链进一步部署创新链，以创新驱动来提升价值创造，以科技创新引领高质量发展”的工作理念。

“十二五”至“十三五”期间，长庆油田电网逐步开展数字化转型工作，然而在实践中发现，仅依靠以数据分析、新技术应用为代表的“数字化”并不能充分釋放企业活力。原有油田电力生产组织主要依靠电话指挥、驻站值守、人工记录等方式，管理跨度大，生产成本高，管理人员不能及时掌握变电站实时生产状况。此外，由于电网的迅速发展，油田电网规模扩大后必须投入更多的人力，否则将会出现倒闸操作无法及时执行，因设备巡视不到位导致设备故障而无法进行有效的闭环管理等问题，这显然与油田电网高质量发展的初衷相违背［2］。为此，长庆油田开始通过技术创新和应用探索油田电网高质量发展的路径。

1 技术创新在油田电网高质量发展中的重要性

从国内外电网发展的历史进程来看，推进工业化与信息化深度融合已成为电网发展的趋势［2］。就油田电网而言，加快数字化转型与智能化建设是在有限的人力资源条件下践行油田高质量发展的重要举措。在油田电网高质量发展过程中，技术创新发挥着重要作用。

1.1 技术创新是减轻人员劳动强度的有效措施

减轻运维人员劳动强度的根本做法就是实现集控运行，通过远程操作让电气倒闸操作变得“不费力气”。让运维人员脱离站所束缚，获得生活福利和工作幸福指数，能提高其对岗位的认同感，缓解其工作压力［1］。同时，利用数字化和网络通信技术对电网运行参数和环境质量信息进行采集，通过大数据分析及时掌握电网和设备运行状态，依托视频监控技术优化例行巡检周期，降低运维人员非必要的现场巡视频率和次数。可以说，油田电网通过技术创新可以在保证操作、巡视质量的基础上多维度降低运维人员的劳动

强度［3］。

1.2 技术创新是保证电气标准化作业的有效方式

在电气倒闸操作中，习惯性违章是不容忽视但又无法有效避免的一项安全难题。在变电站集控运行的背景下，变电站的遥控操作、运行监视业务逐步上移到调度中心、集控站。原有的综合自动化系统及调度系统存在设备遥控操作时无防误措施、多任务并行时设备操作权唯一等问题，部分变电站五防系统配置不完善，存在较大的“走空程”风险（操作过程漏项）。随着

“防误操作”的技术创新，以调控防误服务器为核心的多层防误系统架构，成为变电站操作过程“看得见、管得住”，有效避免安全事故和操作失误的技术手段。

1.3 技术创新是降低经济运行成本的重要举措

站所运行的目的就是要减少电网线损耗能和生产经营管理成本。一方面，通过线损分析管理技术创新，从管理线损、技术线损两方面压降线损电量，定位高线损线路，优化电网运行方式。另一方面，通过实现站所、线路巡视智能化管理，建立良好的巡视进度反馈机制，缩短缺陷巡检闭环式管理周期，做到经济运行。

综上所述，依靠技术创新能改变原来的生产运行模式，找到更贴合油田电网发展现状的管理方式，实现油田供电网络的质量变革、效率变革和动力变革。可以说，技术创新是油田电网高质量发展的必然选择。

2 技术创新助力长庆油田电网高质量发展的具体做法

“十三五”时期，长庆油田清洁电力开发项目部将构建智能化供电网络作为油田电网新时代发展战略的重要组成部分，重点围绕完善一个平台、建设一张网络、建造一组架构的“三个一”建设，通过以问题为导向的技术创新丰富“数字化、自动化、可视化、智能化”建设内涵，提升生产组织管理效率。首先，构建以有线为主、无线为辅的集成、高速、双向通信主干网络，为电网自动化、可视化、智能化建设打下了良好基础。其次，以数据采集和监控系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）为核心，构建开放性的自动化、可视化管理平台，监测电网的潮流分布、电能质量、设备状态、故障信息，实现设备的远程控制和

调节。

2.1 以技术创新实现站所端设备自动化改造

调度自动化技术是电网自动化建设最基础的应用技术之一。该技术以电子计算机为核心的控制系统和远动技术为基础，实现对变电站生产数据的远程实时监控［4］。然而，这一技术应用，对站所端的设备提出了较高的自动化改造要求。以技术创新为基础实现科技成果转化，为站所端设备自动化改造找到了解决办法。

近年来，长庆油田以微机保护和变电站综合自动化控制技术为基础，分批分次实施110 kV和35 kV断路器和电动隔离开关更换，创新实施10 kV龙门架刀闸、所变柜、电压互感器（Potential Transformer，PT）柜等电气一次设备“三遥”改造，打通了站所一次设备自动化技术应用的技术壁垒，实现了站所设备的远程集控操作。以多层防误系统架构为基础研制的一体化在线防误系统，在综合自动化及调度系统应用的基础上，实现了变电站操作过程的防误校核，有效避免了安全事故和操作失误的发生。利用继电保护整定计算管理与仿真技术实现了图形建模、故障计算、自动整定、手动整定、系统仿真、数据管理等功能，采用自动跟踪补偿调谐技术，降低了谐振过电压及弧光接地过电压的发生概率，保证了设备安全。通过数字化、自动化技术的引进和成功应用，开展宁定吴、志靖安、陇东三大电网的优化、改造和建设工作，组织进行了主变扩容、刀闸电动改造、五防升级完善、设备对点调试和站间输电线路、通信线路的联通等工作，三大电网内部“手拉手”的供电、通信网络基本完成，通过远程操作、控制，实现了网络的灵活调整、故障的快速处置、电网的自我修复。

2.2 构建可视化视频监控网络

综合监控技术是集视频监控、安全防范、环境监测、语音通话、门禁等多种终端子系统于一体的“可视化”技术。通过对多个子系统进行整合，实现对变电站内的重要设备、生产区域及周界环境的远程监控和综合管理，各系统根据预设规则进行联动，实时显示变电站内的报警信息、环境量数据、视音频数据。

截至2022年年底，长庆油田电网各站所安装了769个高清摄像装置，构建起集视频监控、电子巡视、交互联动于一体的视频监控网络，实现了主要设备的电子巡视、定时巡查。同时，将视频监控系统与安防、消防、设备变位、保护动作等信息进行交互联动，自动将相关信息推送至视频监控主界面，为变电站综合自动化系统注入了新“内涵”，“可视化替人监”的工作构想初步实现。

2.3 通过问题导向丰富“四化”建设内容

“四化”建设即实现油田电网平台化、统一化、智能化及智能化发展和管理。通过对无人值班站所运行的困难进行实地摸排，建成了具备长庆电网特色的变电站生产辅助物联系统，将变电站内生产照明、主控室高压室环境监测与温度调节、工器具柜温湿度监测、户外断路器机构箱温湿度控制、电缆沟温湿度及有害气体监测、集水井液位监测及排水、避雷器计数器查看、所用变低压侧空开切换等变电站内生产辅助设备、设施分散的数据及管理方式进行有机合成，实现平台化、统一化管理。

针对配电线路故障查找困难的问题，长庆油田加快推进配网馈线自动化技术应用，累计在输配电线路上安装智能断路器1 153台，安装故障定位指示器5 242组，通过网络拓扑分析自动判别故障区段，最短可在3 分钟内快速定位故障段，并给出应急处置建议，大大缩短了故障抢修和恢复供电时间，配网智能化水平不断

提升。

针对巡视管理智能化手段缺乏的现状，集中力量加强技术攻关，结合大数据技术，完善输配电线路巡视管理系统的管理功能，将技术创新与精细管理延伸至生产现场，让输配电线路运行管理更加精准、高效［5］。在反复调研论证的基础上，引入输电故障定位技术，应用行波测距和设备对比分析方法，对35 kV高压线进行故障定位技术对比测试，使35 kV线路故障定位与检测技术日渐完善［6］。

为降低开关柜电气火灾的发生概率，长庆油田研發应用了以热解粒子传感器和高性能电化学传感器为探测单元，气溶胶为灭火单元的智慧消防系统，通过物联网技术实现火灾监测和自动灭火系统的远程集中监管，填补了油田变电站预防前期火灾的技术空白。

针对经营结算效率不高的问题，长庆油田通过对现有计量方式进行调研分析，实施推广电能量管理系统，将传统的电费结算转变为“电量自动采集、数据专网传输、费用透明核算”的网上统一流转结算［7］，规避了电费计算单据多、用户电费确认耗时长等问题，为实现电费结算的信息化管理提供了技术保障。

3 长庆油田电网技术创新取得的成效

3.1 盘活了人力资源

通过调度自动化、配电网自动化、电气设备智能检修、输配电线路巡视等4大类共计8项自动化系统的投入使用［8］，长庆油田电网让站所运行监控由现场单个监控变为集控站远程集中统一监控，站所设备现场巡视巡检由每两小时一次调整为每周两次，工作强度由24小时责任值班调整为集中监控、定期巡检。原本16人倒班才能维护4座变电站，现在8人便可维护4座变电站，较之前减少了一半人力资源，效率得到极大提升。

3.2 丰富了智能监控模式

随着一体化防误、综合监控、移动视频侦测等技术的应用和逐步推广，长庆油田建立了“集控中心视频监视+调控中心视频监察+网络监督站视频监督”大监督模式，改变了原先施工作业现场仅能依靠人工现场监管的现状。通过远程监控与近程监控、现场监控与集中监控、重点监控与日常监控、固定监控与移动监控、人防监控与技防监控相结合［9］，长庆油田电网实现了常态化电子巡查，确保作业现场“看得见、喊得住、叫得停、全掌控”。

3.3 降低了岗位劳动强度

通过将调度自动化系统、配网自动化系统、生产辅助物联系统接入现场设备，辅以视频自动巡视［10］，运维人员在集控站或枢纽站就可以对现场设备进行远程监控，长庆油田电网减少了非必要的人员运输和现场巡视、操作频次。远程抄表技术使工作人员不再进行现场“登杆抄表”，视频会议、协同办公做到了“让数据多跑路，让员工少跑腿”。

4 结束语

本文以长庆油田电网“数字化、自动化、可视化、智能化”建设为切入点，分析了技术创新在助力油田电网高质量发展过程中的重要性，介绍了目前长庆油田项目部在电网高质量发展过程中的技术创新应用，阐述了技术创新在油田电网高质量发展中的具体做法和取得的成效，论述了技术成果转化在油田电网“四化”建设过程中取得的成效，希望可以为其他油田电网高质量发展提供一定的参考。

主要参考文献

［1］孙恩斯，祖智慧.智能油田的数据治理工程及其应用［J］.中国信息化，2021（11）：78-79.

［2］郝中伟，郝中辉.浅谈发展智能电网的重要意义［J］.科技创新与生产力，2014（7）：54-55.

［3］李晨，郑远潼，白云.大数据技术在智能电网中的应用现状及展望［J］.电脑知识与技术，2021（15）：37-38.

［4］陈树莹，王大为.有关输配电系统中PMS系统的作用分析［J］.科学中国人，2017（21）：109.

［5］卫星，陈玮.油田智能电网的发展趋势分析［J］.中国高新技术企业，2014（21）：26-27.

［6］李翀，刘林青，陶鹏，等.基于多源数据融合技术的输电线路故障定位方法［J］.水电能源科学，2021（1）：168-

170，210.

［7］胡从川，龚晓莉，杨振亚，等.基于融合通信技术的地产前装用户智能用电能量管理系统的研究与设计［J］.电子设计工程，2019（9）：110-114.

［8］王芝茗，张延鹏，赵志刚.智能变电站过程层网络技术的研究与应用［J］.电气自动化，2013（6）：57-59.

［9］许洪强.调控云架构及应用展望［J］.电网技术，2017（10）：

3104-3111.