海上某区域电力组网电站选型浅析

摘要：海上油田群基于各个平台电力需求往往需进行电力组网，电站选型需结合燃料、经济性、伴生气放空量等各种因素考虑。鉴于此，结合海上某区域电力组网电站选型分析，给出电站选型方法。

关键词：负荷计算;电力组网;电站选型

中图分类号：TE54" " 文献标志码：A" " 文章编号：1671-0797（2024）24-0032-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.24.008

0" " 引言

本文结合海上某区域电力组网电站选型分析，给出电站选型方法，对类似项目实施具有一定的参考意义。

1" " 新建海上平台4简介

新建海上平台4为一座四腿的钻井生产平台，设有电站及100人生活楼。平台共有24个井槽，油井14口，注水井4口，预留井槽6口，采用7 000 m模块钻机进行钻完井及调整井作业，生产井采用电潜泵采油。

2" " 现有区域主电站介绍

新建海上平台4组块、海上平台4模块钻机与现有区域电网（海上平台1组块、海上平台1模块钻机、海上平台2组块、海上平台2模块钻机、水下生产系统3）组网供电。

海上平台1上部组块已配置3台7 600 kW的原油电站、1台10 MW燃气透平发电机组，海上平台1模块钻机配置1台1 600 kW柴油电站，海上平台2模块钻机配置1台1 600 kW柴油电站，海上平台2组块、水下生产系统3均未配发电机组。

从海上油气田开发工程设计的最初阶段（预可行性阶段）到详细设计阶段的每一个阶段，电力负荷计算书是电气专业都需要做的工作。除此以外，它还是开展电力系统深入设计的基础和依据[1]。

现有区域电网中电站运行优先开启燃气透平发电机组，充分使用伴生气做燃料，节省原油。现有区域逐年钻井工况均考虑1台模块钻机修井，如表1所示，现有区域油田详细设计阶段钻井工况最大负荷为2026年21 609 kW，钻井工况最小负荷为2037年19 001 kW，正常生产工况最大负荷为2026年17 790 kW，正常生产工况最小负荷为2037年16 201 kW。

海上平台4与现有区域组网后，2024年按照2台模块钻机钻井考虑电量，2025—2039年考虑2台模块钻机修井（2台模块钻机修井产生电量与1台模块钻机钻井产生电量相等），组网后梳理逐年正常生产负荷与逐年钻井工况负荷，如表2所示，正常生产工况最大负荷为2027年22 956 kW，正常生产工况最小负荷为2039年4 356 kW，钻井工况最大负荷为2024年27 413 kW，钻井工况最小负荷为2039年4 453 kW。

海上平台4油田接入后，如表3所示，在钻井工况下考虑开启所有电站最大缺口1 809 kW（一期电站未保留备用发电机组，需要增加电网备用发电机）、正常生产工况下最大缺口959 kW。按照90%负荷率考虑至少新增2 010 kW发电能力（且需要在海上平台4考虑增加备用发电机组）。

海上平台4在发电效率30%、天然气低热值42.8 MJ/Sm3（标准立方米）情况下，理论最大发电量10 993 kW，在1×104 Sm3/d伴生气放空情况下最大发电量9 815 kW，因此，配置10 MW规格发电机组利用伴生气。逐年理论发电量如表4所示，逐年理论发电量最大为2026年10 993 kW，最小为2039年609 kW。

3" " 海上平台4电站配置选型

若单独配置1台10 MW燃气透平发电机组，核实组网后逐年运行工况，发现由于后期2031—2037年伴生气产量不足，燃气透平发电机组产生电量不满足钻井工况下电量需求，若使用模块钻机自备柴油发电机组（见运行功率中柴油部分逐年功率），则伴生气放空难以控制在1×104 Sm3/d以下，其逐年运行工况如表5所示。

为充分利用海上平台4自产天然气，在气量充足情况下优先用平台伴生气发电，节省原油，提高经济效益。后期2029—2037年伴生气放空量控制在1×104 Sm3/d以下，考虑到油田伴生气产量衰减较快，为确保机组运行灵活性从而增加全生命周期伴生气利用量，在上部组块新增配置2台5 MW燃气透平发电机组。透平主燃料为天然气，辅助燃料为柴油。

海上平台4接入后，区域电网中发电机组包括：海上平台1平台组块3台7 600 kW原油发电机组、1台10 000 kW燃气透平、模块钻机1台1 600 kW柴油发电机;海上平台2模块钻机1台1 600 kW柴油发电机;海上平台4组块2台5 000 kW燃气透平、模块钻机3台1 600 kW柴油发电机。

组网后，原油发电机与柴油发电机按照最大90%负荷率确定发电能力，燃气透平按照逐年最大伴生气产量确定最大发电能力。2025—2028年开启2台5 MW燃气透平充分利用伴生气发电，2024年、2029—2037年开启1台燃气透平使用伴生气发电，另外1台使用柴油做备用发电机组。列出参与组网发电机组逐年开机情况，钻井工况逐年最大负荷为2024年27 413 kW，钻井工况逐年最小负荷为2039年4 453 kW。如表6所示，海上平台4接入电网后，钻井工况下电站运行满足要求。

正常生产工况下，原油发电机组与柴油发电机按照最大90%负荷率确定发电能力，燃气透平按照逐年最大伴生气产量确定最大发电能力。列出参与组网发电机组逐年开机情况，正常生产工况逐年最大负荷为2027年22 956 kW，正常生产工况逐年最小负荷为2039年4 356 kW。前期（2025—2028年）开启2台5 MW燃气透平充分利用伴生气发电，后期（2029—2037年）开启1台燃气透平使用伴生气发电，另外1台使用柴油做备用发电机组。如表7所示，海上平台4接入电网后，正常生产工况下电站运行满足要求。

采用新增2台5 MW燃气透平发电机组与原有海上平台电力组网，区域图如图1所示。

4" " 结束语

本文通过新建海上平台4电站选型方案分析，给出了海上平台电力组网电站选型的方法，对类似项目的实施具有一定的参考意义。

[参考文献]

[1] 《海洋石油工程设计指南》编委会.海洋石油工程设计指南 第3册 海洋石油工程电气、仪控、通信设计[M].北京：石油工业出版社，2007.