油田电网数字化监控及故障研究

摘要：随着数字化油田技术不断深入及我国电力基于地理信息系统平台和应用开发技术的发展，建设基于采油井电力数字化信息系统的重要性日益显现出来。由于数字化电网信息系统将地图信息、属性信息、电气连接关系融为一体，有力的表达了电网的结构、运行状态、业务分布等状况，为油田采油业务提供了一个方便直观的信息化窗口。特别是近年来的冰雪、地震等自然灾害对电网冲击带来巨大影响的警示，利用数字化、信息化手段来实现电网的数字化管理，起在电力日常生产指挥和自然灾害突发时的必要性和紧迫性日益凸显。

关键词：油田电网；故障告警；数字化监控；物联网；贝叶斯网络

一、电力数字化监控

基于多种数据源的电网拓扑构建及电网带电状态计算方法研究，研究建立配电网网络拓扑模型，通过电力地理信息数据，建立变电所、线杆、刀闸和附属设备（变压器、油井）的拓扑关联关系，对矿区范围内基线杆、油井、张电力线路小图线路，刀闸开关的地理信息及相关属性数据进行关联、校对，最终形成配电网网络模型。研究建立电网带电状态计算方法，通过电网拓扑网络模型，解析变电所和刀闸开关的运行状态，利用路由搜索算法对矿区变电所、刀闸开关状态信息进行实时判断电网运行状态。配电网网络拓扑模型：地理信息数据为底图，线杆/油井坐标为点，建立ArcGisServer地图服务。引用地图服务，通过人工建立电网拓扑关系。与电力调度校对电力数据，与作业区校对油井数据，确保数据正确无误[1]。电网带电状态计算方法：在电网网路拓扑模型，利用路由搜索算法，计算电网带电状态。算法概要如下：(一)向初始线杆表发送征询数据，从初始表返回的应答数据解析出每条记录中的线杆相关信息：若当前记录的RouteType值为3，则将RouteNextHop值加进拓扑信息链表，将RouteNextHop、RouteDest、RouteMask、Routelflndex、ifDescr值加进子网信息链表；若当前记录的RouteType值为4，则将RouteNextHop和AdEntAddr值加进拓扑信息链表，若待检线杆链表中无节点的地址与此RouteNextHop相同，则将RouteNextHop加进待检设备网关链表，将该节点的跳数值赋为2，表示该路线杆距本地网关所在线杆有一跳距离。(二)在待检线杆网关链表不为空且当前节点的深度不大于指定获取深度的情况下，继续进行下述处理：取出待检线杆网关链表当前节点记录的RouteNextHop，封入征询数据包发给相应线杆，从线杆返回的应答数据解析出每条记录中的路由相关信息：若当前记录的RouteType值为3，则将RouteNextHop值加进拓扑信息链表，将RouteNextHop、RouteDest、RouteMask、Routelflndex、Descr值加进子网信息链表；若当前记录的RouteType值为4，则将RouteNextHop和AdEntAddr值加进拓扑信息链表，若子网信息链表中无节点的地址与此RouteNextHop相同，则将(RouteNextHop)JH进待检线杆网关链表，将该节点的跳数加一。(三)从待检线杆网关链表中删除当前已被处理过的节点并判断是否继续处理。以上算法会在搜索过程到达指定深度后停止，通过检索拓扑信息链表，便可得到该深度范围内所有线杆设备的拓扑结构。

二、电网故障告警算法实现

基于电参实时报警数据的电力故障定位算法研究，通过停井报警数据，将单井视为配网监测终端，依据其空间关系，分析各故障油井之间的关联性，依据配网拓扑关系及贝叶斯网络故障诊断算法，推算出故障点及线路停电范围，并通过声光报警方式依据相关流程上报给各级单位，有助于快速核实现场情况，及时处理故障，有效缩短了停井时间，减少停井对产量影响[2]。以配电网网络拓扑模型和电网带电状态计算为基础，利用贝叶斯网络故障诊断算法推算出故障点及线路停电范围。

三、结语

油田电力数字化监控及故障告警系统的设计开发、建立了电网网络拓扑关系，实现了电网带电运行状态的数字化监控，实现了电网的故障告警，将电网、油井设备的电力数据、生产数据有机的结合起来，计算分析出了停电对产量的影响，达到了生产管理对电力运行监控的需求。该系统的建成将有效的补充油气生产物联网系统在电力监控方面的短板，使油田电网调度，过程管理更加精准，有利于油田电网运行管理信息化、网络化、自动化管理的推行，满足不同管理层的需求，减少繁琐环节，提高工作效率。 

参考文献

[1]孙俊,李正明.一种基于C/S模式的电网监测方法的设计及实现[J].中国农村水利水电,2005,4:106-108.

[2]栗然,高聪颖,张烈勇.基于粗糙集-贝叶斯方法的分布式电网故障诊断[J].华北电力大学学报,2010,37(2):1-7.

作者:孙孝男 单位:大庆油田有限责任公司第三采油厂信息中心