無人值守站場(chǎng)數(shù)據(jù)上傳新能源探析——利用太陽能技術(shù)為數(shù)據(jù)上傳

楊素景 楊欣 趙興君

（大港油田公司 天津300280）

0 引言

天然氣公司調(diào)配計(jì)量中心擔(dān)負(fù)著大港油田天然氣管道安全輸送任務(wù)，管轄著南到滄州市，北到天津及油田居民和周邊的大大小小用戶二百多個(gè)。用戶分布相對(duì)分散，不便于管理，為了提高管理水平，自2005 年開始對(duì)所管轄的100 多個(gè)計(jì)量（閥組）間的計(jì)量數(shù)據(jù)和可燃?xì)怏w報(bào)警數(shù)據(jù)利用數(shù)字化遠(yuǎn)傳系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，近幾年陸續(xù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，該系統(tǒng)利用太陽能技術(shù)為系統(tǒng)供電，然后借助油田現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源自動(dòng)加載數(shù)據(jù)庫，為各級(jí)管理和技術(shù)部門應(yīng)用提供開放的時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，從而為計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，進(jìn)行輸差分析和提高管道安全運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)平臺(tái),使技術(shù)和管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。

1 現(xiàn)狀綜述

目前，天然氣公司所管轄的計(jì)量（閥組）間100 多座，主要承擔(dān)著油田及周邊居民的生活用氣及長輸管道搶修切斷任務(wù)，其分布范圍廣而散，長期無人值守，生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法及時(shí)掌握，天然氣泄漏情況無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到，2005 年以前主要有采取人工每天抄錄數(shù)據(jù)，計(jì)量數(shù)據(jù)相對(duì)滯后，滿足不了生產(chǎn)的要求。且天然氣屬于易燃易爆氣體，天然氣泄漏情況無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，存在嚴(yán)重管理隱患。自2005 年開始投用計(jì)量遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，近幾年陸續(xù)又進(jìn)行了升級(jí)改造，消除了安全隱患，提升了管理水平。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

計(jì)量遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)遵循“實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性、易維修”地基本原則，以方便操作、可靠運(yùn)行為實(shí)施根本，即立足于實(shí)際，便于實(shí)施，又著眼未來，為發(fā)展留余地。

目前該系統(tǒng)具備以下幾大功能：電子地圖、分站信息、各站總攬、生產(chǎn)報(bào)表、報(bào)警記錄、用氣單位、分輸站、參數(shù)設(shè)置、使用手冊(cè)。

電子地圖部分列出了各站點(diǎn)的地理位置并顯示相應(yīng)站點(diǎn)信息；

分站信息給出了對(duì)應(yīng)分站中各流量計(jì)的信息，如概括、實(shí)時(shí)曲線流程圖、最新數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，以圖形或文本的形式展示出來；

各站總攬以列表的形式展示各計(jì)量間、閥組間的相關(guān)信息，可通過選擇展示類型來分類展示，當(dāng)該展示類型被選中，各站信息首先按著參數(shù)設(shè)置中所設(shè)定的默認(rèn)排序方式展示各站信息，用戶也可以根據(jù)需要更改各站數(shù)據(jù)的排序展示方式；

生產(chǎn)報(bào)表分為按實(shí)間長短分為如下三種，即日生產(chǎn)報(bào)表、月生產(chǎn)報(bào)表、年生產(chǎn)表，可分別打印各時(shí)間段內(nèi)報(bào)表；

報(bào)警記錄里記錄有各站點(diǎn)的異常報(bào)警信息，如：天然氣濃度高報(bào)警等，報(bào)警被處理后，相應(yīng)權(quán)限的登陸用戶可以編輯或修改報(bào)警處理人員、處理結(jié)果等內(nèi)容；

用氣單位用氣量分析功能可以依據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，將用戶用氣變化趨勢(shì)以形象的方式展示給用戶，為天然氣公司分析氣體用量提供依據(jù)；

分輸站部分以單線圖的形式展示了該站點(diǎn)的工藝流程，并在圖中顯示壓力、流量、溫度等工藝參數(shù)，為操作人員提供直觀形象的顯示；

參數(shù)設(shè)置部分可以對(duì)客戶端軟件的顯示方式、登陸帳戶的權(quán)限等信息進(jìn)行設(shè)置。

3 系統(tǒng)運(yùn)行分析

系統(tǒng)運(yùn)行以來，可實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，了解計(jì)量間運(yùn)行情況，大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了計(jì)量數(shù)據(jù)的分析能力和管理水平，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和實(shí)效性。

3.1 隨時(shí)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立起計(jì)量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理的平臺(tái)

每天實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)，及時(shí)了解管網(wǎng)輸差，結(jié)束了人工抄錄，提高了管理水平。

運(yùn)行以來，系統(tǒng)對(duì)100 多座計(jì)量（閥組）間近200 個(gè)用戶的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，每個(gè)用戶數(shù)據(jù)每隔5 分鐘上傳一次，然后，對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、整合，實(shí)時(shí)了解管網(wǎng)輸出、運(yùn)行狀況。

從圖中可以看出，這是一個(gè)用戶幾天的用氣量，如果我們發(fā)現(xiàn)該用戶用氣量突然減少或增加，我們首先對(duì)計(jì)量儀表進(jìn)行了檢查，在確認(rèn)計(jì)量儀表沒有問題的前提下，我們走訪用戶，調(diào)查用戶用氣量增減的原因，從而，保證了供需雙方的利益不受侵害。

3.2 準(zhǔn)確診斷，降低管網(wǎng)輸差

有效的控制輸差，及時(shí)、準(zhǔn)確判斷出用戶用氣情況，每天上午8 點(diǎn)可以準(zhǔn)時(shí)計(jì)算管網(wǎng)輸差，改變了過去的被動(dòng)局面。通過輸差變化情況，合理安排人員，減少輸差損失。

另外，我們每天對(duì)用戶的用氣量、壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有誤，及時(shí)調(diào)整，減少計(jì)量糾紛。

3.3 減少泄漏，提高安全、平穩(wěn)供氣

及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，是系統(tǒng)的又一個(gè)主要功能，我們把計(jì)量遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)設(shè)在大港油田分輸站，有崗位人員24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)有報(bào)警顯示，及時(shí)通知維修人員處理，有效地避免了突發(fā)事件的發(fā)生，從而保證了油田和周邊居民平安。

這是2009 年2 月22 日港滄ф529 輸氣管道的3～4 公里處發(fā)生螺紋管應(yīng)力開裂，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)報(bào)警顯示的頁面。

由于我們值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力迅速下降的情況，初步判斷管道出現(xiàn)大量泄漏，立即做了報(bào)告，派人趕赴現(xiàn)場(chǎng)。查明管道由于應(yīng)力拉傷造成泄漏。見下圖：

經(jīng)過搶修恢復(fù)了正常供氣，從管道發(fā)生泄漏到恢復(fù)供氣，僅用了10 個(gè)小時(shí)，減少了損失。

3.4 歷史趨勢(shì)曲線，隨時(shí)提供用氣信息

從用戶的用氣曲線，我們掌握了個(gè)別用戶的生產(chǎn)規(guī)律，當(dāng)曲線發(fā)生變化時(shí)，我們及時(shí)查找原因，減少氣量損失。如圖：

這是一個(gè)用戶幾天的用氣信息，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)用戶幾天沒有用氣，我們首先了解用戶生產(chǎn)情況，掌握用戶動(dòng)態(tài)信息，從而做到心中有數(shù)。

4 系統(tǒng)耗能分析

4.1 計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的供電系統(tǒng)的組成：

計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的供電系統(tǒng)是由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池組成的。

4.1.1 太陽能電池板

太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

4.1.2 太陽能控制器

太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。該系統(tǒng)采用了專為充電控制器設(shè)計(jì)的集成電路，使其具備多種功能，它采用脈沖調(diào)制技術(shù)，不僅能有效的保護(hù)蓄電池，防止過充電現(xiàn)象的發(fā)生。它還能快速、平穩(wěn)的為蓄電池充電，其內(nèi)置溫度補(bǔ)償裝置，充電過程完全符合IU 曲線。

4.1.3 蓄電池該系統(tǒng)采用24V 蓄電池，其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。

4.2 能耗計(jì)算

一座計(jì)量（閥組）間每天耗電1 kW.h ，一年耗電365 kW.h

4.2.1 計(jì)算太陽能電池板

按每日有效日照時(shí)間為6 小時(shí)計(jì)算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為500/6h/70%=210W。其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實(shí)際使用功率。

4.2.2 整個(gè)系統(tǒng)能耗計(jì)算

整個(gè)系統(tǒng)一年耗電近40*100 kW.h ，每度電以1.0 元計(jì)算，該系統(tǒng)每年電費(fèi)約40 萬元。

4.3 外接電與太陽能耗能比較

因?yàn)榇蟛糠钟?jì)量（閥組）間處在遠(yuǎn)離居民區(qū)或荒郊野外，如果采取利用外接電源，需要從較遠(yuǎn)的地方引入電源線，再配置設(shè)備（設(shè)施），成本較高且無法估算。

而采用太陽能技術(shù)僅需要在建設(shè)初期一次性購買太陽能板、控制器等，投入大約每座計(jì)量間0.5 萬元左右，但后期的維護(hù)成本很低。

因此，因地制宜的采用太陽板技術(shù)即節(jié)約電能成本支出，又為安全生產(chǎn)提供了保證。

5 結(jié)論

通過對(duì)計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能論述，以及其太陽能電池板的耗能分析，得出利用太陽能電池板作為數(shù)字化遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的能源，既安全又節(jié)約成本。