基于工频通信的油田供电线路线损监测及无功补偿研究

作     者：张崇 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢文冰

授予年度：2013年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：工频通信 油田电网 线损监测 无功优化 多路信号传输 

摘      要：电力是原油生产的动力源,降低油田配电网的传输损耗可以提高石油生产的经济效率。基于此,本文利用双向工频通信系统(Two Way Automatic Communication System, TWAC S)能够跨越变压器远距离传输数据,具有成本低、安装方便的特点,研制了油井远程监测系统,基于电力线工频通信技术将各油井电能消耗数据汇集,实现了油田配电网的线损统计,在此基础上进行了无功优化设计,为通过优化运行管理降低配电网的电能损耗创造了有利条件;同时,针对在数字化油田建设背景下,油井所需监测信息量增大的特点,研究并实现了通过多路工频通信信号传输实现提高数据通信速率的方法。 本文研制的远程监测系统主要由位于油井的监测终端和位于变电所的主站设备组成。主站设备通过工频通信方式汇集来自各监测终端的电能消耗数据,其中负责系统管理的工控机以虚拟仪器软件Lab VIEW为平台,能够实现指令的发送,数据的接收、显示、查询和存储。在监测数据传输方面,针对工频通信速率较低,而油井监测信息量日益增加的现状,本文结合油田配电网干扰强、信道环境复杂的特点,设定上行工频通信数据由前导信息和数据信息组成。前导信息通过伪随机序列编码进行调制,用于确定各路上行信号的存在时域。数据信息基于正交编码进行调制,通过多路信号传输模型的仿真和现场试验证明,在各路信号幅值、时域都存在差异的条件下,也能够进行多路信号的并行接收,提高了数据传输效率。 根据本文方法研制的远程监测系统在大庆油田配电网的5921供电线路进行了现场试验,实现了该线路的线损统计,其数据被生产单位认可。同时,本文提出了无功优化方案,并实现了多路工频通信数据的并行传输,进一步增加监测信息量,为实现油田数字化管理创造了有利条件。