CN113240240A - 一种海上油田群电力系统可靠性评估系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上油田群电力系统可靠性评估系统及其方法，包括输电线路、海上石油平台和设备群，还包括监测站和评估站，所述监测站与输电线路、海上石油平台、设备群电性连接，用于检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站；所述评估站与监测站通信连接，所述评估站用于接受监测站发送的工作参数，将该工作参数输入电力系统可靠性评估模型中进行计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性。本发明检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，由评估站依据评判结果对各电力设备进行检修维保，确保海上油田群的电力系统的稳定性。

Description

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统及其方法

技术领域

本发明涉及海上油田电力系统技术领域，具体是一种海上油田群电力系统可靠性评估系统及其方法。

背景技术

海上石油平台元件可靠性及网络可靠性等指标均低于陆上电力系统，且一旦发生故障，停电范围大、持续时间长、经济损失令人痛心。通过可靠性评估，校验当前石 油平台群电力系统和新建线路后石油平台电力系统的可靠性，查找系统薄弱环节，制 定运行计划、检修计划和扩建计划，协调可靠性与经济性的关系，在保证电力系统安 全的前提下，提高电力系统经济效益，对于当前薄弱的海上石油平台电力系统有重要 意义。

传统电力系统的可靠性针对对象为陆上电力系统，由于陆上电力系统规模庞大，将陆上电力系统切分成若干部分，分别进行可靠性评估。常见的划分包括发电系统可 靠性、输电网络可靠性、发输电系统可靠性、配电系统可靠性和主接线系统可靠性， 通过分别保证各子部分可靠性的方式，保证整个电力系统的可靠性。但是，对于海上 油田群电力系统，由于系统规模太小，网架不够强大，发电系统可靠性评估中输电网 架完全可靠的假设已经不再成立，配电系统可靠性中发输电系统完全可靠的假设也已 经不再成立。此外，由于海上油田电力系统生产目标十分明确，是为保证海上油田石 油生产的可靠运行。除发电机、变压器等电力设备故障会导致生产线中止外，电器设 备本身的故障也会导致生产的停止。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上油田群电力系统可靠性评估系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括输电线路、海上石油平台和设备群，还包括监测站和评估站，其中：

所述监测站与输电线路、海上石油平台、设备群电性连接，用于检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站；

所述评估站与监测站通信连接，所述评估站用于接受监测站发送的工作参数，将该工作参数输入电力系统可靠性评估模型中进行计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性。

更进一步的方案：所述评估站包括数据接收模块、数据计算模块、数据输出模块和显示模块，所述数据计算模块分别与数据接收模块、数据输出模块电性连接连接，数据输出模块与显示模块电性连接，其中：

所述数据接收模块与监测站电性连接，用于接受监测站发送的工作参数，并将该工作参数发送给数据计算模块；所述数据计算模块接收数据接收模块发送的工作参数，根据电力系统可靠性评估模型计算电力系统的可靠性估值，并将该可靠性估值发送给数据输出模块，由数据输出模块发送给显示模块进行显示。

更进一步的方案：所述数据计算模块采用的电力系统可靠性评估模型为：

其中：i为检测的第i个电力设备，K为比例系数，C为曲率系数，S_i为电力设备i的工作状态参数。

更进一步的方案：所述监测站包括安装于输电线路、海上石油平台和设备群上的电力设备检测传感器、数据转化模块和数据调用模块，其中：

所述电力设备检测传感器与数据转化模块电性连接，所述数据转化模块分别与数据调用模块、数据接收模块电性连接，所述电力设备检测传感器将检测得到的设备工作参数发送给数据转化模块，由数据转化模块进行模数转化后发送给数据接收模块；所述数据调用模块用于工作人员直接调用转化为数字信号的设备工作参数。

更进一步的方案：电力设备检测传感器包括电压电流检测传感器、漏电检测传感器、霍尔传感器和功率因数测量仪。

更进一步的方案：所述监测站还包括有远程信号传输模块，所述远程信号传输模块与工作人员的远程监测终端无线连接，所述远程信号传输模块还与数据转化模块电性连接连接，用于将转化为数字信号的设备工作参数无线发送给工作人员的远程监测终端。

更进一步的方案：所述远程监测终端包括手机、电脑等移动设备。

更进一步的方案：还包括有检修中心，所述检修中心与评估站通信连接，所述评估站计算得到结果后，依据该结果向检修中心发出检修指令，所述检修中心接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务。

更进一步的方案：所述检修指令包括有检修设备名称、检修时长、检修人员和检修指标。

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括以下步骤：

S001、监测站检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站；

S002、评估站根据接受得到工作参数进行电力系统的可靠性评估计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性，并决定是否分配检修任务，电力系统的可靠性较低时向检修中心发送检修指令；

S003、检修中心接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务，检修中心未接收检修指令时回到步骤S002。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置监测站和评估站，检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站，由评估站对海上油田群的电力系统进行稳定性评判，依据评判结果对各电力设备进行检修维保，确保海上油田群的电力系统的稳定性。

附图说明

图1为海上油田群电力系统可靠性评估系统的结构框图。

图2为海上油田群电力系统可靠性评估系统中评估站的结构框图。

图3为海上油田群电力系统可靠性评估系统中监测站的结构框图。

图4为海上油田群电力系统可靠性评估方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，。

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括输电线路1、海上石油平台2和设备群3，还包括监测站4和评估站5，其中：

所述监测站4与输电线路1、海上石油平台2、设备群3电性连接，用于检测获取输电线路1、海上石油平台2、设备群3中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站5；

所述评估站5与监测站4通信连接，所述评估站5用于接受监测站4发送的工作参数，将该工作参数输入电力系统可靠性评估模型中进行计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性；

需要说明的是，在本发明实施例中，输电线路1中的电力设备主要包括海底电缆和设备线路之间用于传输电力的电缆或者导线，海上石油平台2中电力设备主要包括天然气设备、发电机设备、供配电设备、水处理设备以及上述设备相应的备用设备，设备群3主要包括用于石油开采的相关设备，例如和钻机及修井机、电潜泵等。

在本发明又一实施例中，所述评估站5包括数据接收模块501、数据计算模块502、数据输出模块503和显示模块504，所述数据计算模块502分别与数据接收模块501、数据输出模块503电性连接连接，数据输出模块503与显示模块504电性连接，其中：

所述数据接收模块501与监测站4电性连接，用于接受监测站4发送的工作参数，并将该工作参数发送给数据计算模块502；所述数据计算模块502接收数据接收模块501发送的工作参数，根据电力系统可靠性评估模型计算电力系统的可靠性估值，并将该可靠性估值发送给数据输出模块503，由数据输出模块503发送给显示模块504进行显示。

在本发明又一实施例中，所述数据计算模块502采用的电力系统可靠性评估模型为：

其中：i为检测的第i个电力设备，K为比例系数，C为曲率系数，S_i为电力设备i的工作状态参数；

需要说明的是，电力系统可靠性评估模型种类繁多，具体采用哪种评估模型可根据实际需要自行决定。

在本发明又一实施例中，所述监测站4包括安装于输电线路1、海上石油平台2和设备群3上的电力设备检测传感器401、数据转化模块402和数据调用模块403，其中：

所述电力设备检测传感器401与数据转化模块402电性连接，所述数据转化模块402分别与数据调用模块403、数据接收模块501电性连接，所述电力设备检测传感器401将检测得到的设备工作参数发送给数据转化模块402，由数据转化模块402进行模数转化后发送给数据接收模块501；所述数据调用模块403用于工作人员直接调用转化为数字信号的设备工作参数。

在本发明又一实施例中，电力设备检测传感器401包括电压电流检测传感器、漏电检测传感器、霍尔传感器和功率因数测量仪，当然，可以理解的是，电力设备检测传感器401的种类并不局限于上述传感器中，其具体根据实际的检测需要进行传感器的安装和设备工作参数的采集

在本发明又一实施例中，所述监测站4还包括有远程信号传输模块404，所述远程信号传输模块404与工作人员的远程监测终端无线连接，所述远程信号传输模块404还与数据转化模块402电性连接连接，用于将转化为数字信号的设备工作参数无线发送给工作人员的远程监测终端。

在本发明又一实施例中，所述远程监测终端包括手机、电脑等移动设备。

在本发明又一实施例中，还包括有检修中心6，所述检修中心6与评估站5通信连接，所述评估站5计算得到结果后，依据该结果向检修中心6发出检修指令，所述检修中心6接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务。

在本发明又一实施例中，所述检修指令包括有检修设备名称、检修时长、检修人员和检修指标；

对于海上石油电力系统的检修，相对于陆上高压发输电系统的不同之处在于，海上石油电力系统中的设备能够进行切负荷作业，当然，切负荷设备不能影响整体电网的平稳运行，因此，检修中心6在分派检修任务时不仅包含常规的设备检查和设备维修，也包括有切负荷作业。

实施例2

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括输电线路1、海上石油平台2和设备群3，其特征在于，还包括监测站4和评估站5，其中：

所述监测站4与输电线路1、海上石油平台2、设备群3电性连接，用于检测获取输电线路1、海上石油平台2、设备群3中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站5；

所述评估站5与监测站4通信连接，所述评估站5用于接受监测站4发送的工作参数，将该工作参数输入电力系统可靠性评估模型中进行计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性；

需要说明的是，在本发明实施例中，输电线路1中的电力设备主要包括海底电缆和设备线路之间用于传输电力的电缆或者导线，海上石油平台2中电力设备主要包括天然气设备、发电机设备、供配电设备、水处理设备以及上述设备相应的备用设备，设备群3主要包括用于石油开采的相关设备，例如和钻机及修井机、电潜泵等。

在本发明又一实施例中，所述评估站5包括数据接收模块501、数据计算模块502、数据输出模块503和显示模块504，所述数据计算模块502分别与数据接收模块501、数据输出模块503电性连接连接，数据输出模块503与显示模块504电性连接，其中：

所述数据接收模块501与监测站4电性连接，用于接受监测站4发送的工作参数，并将该工作参数发送给数据计算模块502；所述数据计算模块502接收数据接收模块501发送的工作参数，根据电力系统可靠性评估模型计算电力系统的可靠性估值，并将该可靠性估值发送给数据输出模块503，由数据输出模块503发送给显示模块504进行显示。

在本发明又一实施例中，所述数据计算模块502采用的电力系统可靠性评估模型为：

其中：i为检测的第i个电力设备，K为比例系数，C为曲率系数，S_i为电力设备i的工作状态参数；

需要说明的是，电力系统可靠性评估模型种类繁多，具体采用哪种评估模型可根据实际需要自行决定。

在本发明又一实施例中，所述监测站4包括安装于输电线路1、海上石油平台2和设备群3上的电力设备检测传感器401、数据转化模块402和数据调用模块403，其中：

所述电力设备检测传感器401与数据转化模块402电性连接，所述数据转化模块402分别与数据调用模块403、数据接收模块501电性连接，所述电力设备检测传感器401将检测得到的设备工作参数发送给数据转化模块402，由数据转化模块402进行模数转化后发送给数据接收模块501；所述数据调用模块403用于工作人员直接调用转化为数字信号的设备工作参数。

在本发明又一实施例中，电力设备检测传感器401包括电压电流检测传感器、漏电检测传感器、霍尔传感器和功率因数测量仪，当然，可以理解的是，电力设备检测传感器401的种类并不局限于上述传感器中，其具体根据实际的检测需要进行传感器的安装和设备工作参数的采集。

在本发明又一实施例中，所述监测站4还包括有远程信号传输模块404，所述远程信号传输模块404与工作人员的远程监测终端无线连接，所述远程信号传输模块404还与数据转化模块402电性连接连接，用于将转化为数字信号的设备工作参数无线发送给工作人员的远程监测终端。

在本发明又一实施例中，所述远程监测终端包括手机、电脑等移动设备。

在本发明又一实施例中，还包括有检修中心6，所述检修中心6与评估站5通信连接，所述评估站5计算得到结果后，依据该结果向检修中心6发出检修指令，所述检修中心6接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务。

在本发明又一实施例中，所述检修指令包括有检修设备名称、检修时长、检修人员和检修指标；

对于海上石油电力系统的检修，相对于陆上高压发输电系统的不同之处在于，海上石油电力系统中的设备能够进行切负荷作业，当然，切负荷设备不能影响整体电网的平稳运行，因此，检修中心6在分派检修任务时不仅包含常规的设备检查和设备维修，也包括有切负荷作业。

请参阅图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：

一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括以下步骤：

S001、监测站4检测获取输电线路1、海上石油平台2、设备群3中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站5；

S002、评估站5根据接受得到工作参数进行电力系统的可靠性评估计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性，并决定是否分配检修任务，电力系统的可靠性较低时向检修中心6发送检修指令；

S003、检修中心6接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务，检修中心6未接收检修指令时回到步骤S002。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种海上油田群电力系统可靠性评估系统，包括输电线路、海上石油平台和设备群，其特征在于，还包括监测站和评估站，其中：

所述监测站与输电线路、海上石油平台、设备群电性连接，用于检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站；

所述评估站与监测站通信连接，所述评估站用于接受监测站发送的工作参数，将该工作参数输入电力系统可靠性评估模型中进行计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性。

2.根据权利要求1所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述评估站包括数据接收模块、数据计算模块、数据输出模块和显示模块，所述数据计算模块分别与数据接收模块、数据输出模块电性连接连接，数据输出模块与显示模块电性连接，其中：

所述数据接收模块与监测站电性连接，用于接受监测站发送的工作参数，并将该工作参数发送给数据计算模块；所述数据计算模块接收数据接收模块发送的工作参数，根据电力系统可靠性评估模型计算电力系统的可靠性估值，并将该可靠性估值发送给数据输出模块，由数据输出模块发送给显示模块进行显示。

3.根据权利要求2所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述数据计算模块采用的电力系统可靠性评估模型为：

其中：i为检测的第i个电力设备，K为比例系数，C为曲率系数，S_i为电力设备i的工作状态参数。

4.根据权利要求3所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述监测站包括安装于输电线路、海上石油平台和设备群上的电力设备检测传感器、数据转化模块和数据调用模块，其中：

所述电力设备检测传感器与数据转化模块电性连接，所述数据转化模块分别与数据调用模块、数据接收模块电性连接，所述电力设备检测传感器将检测得到的设备工作参数发送给数据转化模块，由数据转化模块进行模数转化后发送给数据接收模块；所述数据调用模块用于工作人员直接调用转化为数字信号的设备工作参数。

5.根据权利要求4所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，电力设备检测传感器包括电压电流检测传感器、漏电检测传感器、霍尔传感器和功率因数测量仪。

6.根据权利要5所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述监测站还包括有远程信号传输模块，所述远程信号传输模块与工作人员的远程监测终端无线连接，所述远程信号传输模块还与数据转化模块电性连接连接，用于将转化为数字信号的设备工作参数无线发送给工作人员的远程监测终端。

7.根据权利要求6所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述远程监测终端包括手机、电脑等移动设备。

8.根据权利要求7所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，还包括有检修中心，所述检修中心与评估站通信连接，所述评估站计算得到结果后，依据该结果向检修中心发出检修指令，所述检修中心接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务。

9.根据权利要求8所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统，其特征在于，所述检修指令包括有检修设备名称、检修时长、检修人员和检修指标。

10.一种如权利要求1-9任一所述的海上油田群电力系统可靠性评估系统的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001、监测站检测获取输电线路、海上石油平台、设备群中电力设备的工作状态参数，将该工作参数发送给评估站；

S002、评估站根据接受得到工作参数进行电力系统的可靠性评估计算，根据计算结果，判断电力系统的可靠性，并决定是否分配检修任务，电力系统的可靠性较低时向检修中心发送检修指令；

S003、检修中心接收检修指令后，根据该检修指令分配检修任务，检修中心未接收检修指令时回到步骤S002。

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