[发明专利]一种用于海上气田平台的主电站及其使用方法

权利要求书

1.一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：它包括若干并联的天然气发电系统和一与所述天然气发电系统并联的柴油发电系统；其中，所述天然气发电系统包括一天然气气源和一通过第一管路与所述天然气气源连通的燃气发电机组；所述柴油发电系统包括一柴油源，一通过第二管路与所述柴油源连通的柴油日用罐和一通过第三管路与所述柴油日用罐连通的柴油发电机组；所述柴油发电机组的输出端上设置一用于将所述柴油发电机组内剩余的柴油回输至所述柴油日用罐内的第四管路；它还包括一控制柴油发电系统和天然气发电系统或者若干天然气发电系统运行在控制模式下的控制系统，所述控制系统包括一分别将燃气和/或柴油发电机组发的电输送至一汇流排的回路，每一所述回路上均设置一开关，输送至所述汇流排上的电通过设置在其上的若干另一开关输送至气田上的用电设备；每一所述回路上均并联一电压互感器和一电流互感器，每一所述电压互感器的二次输出回路上均连接一用于控制所述开关同期合闸的同期装置，每一所述电压互感器的另一二次输出回路上均分为两支路并分别连接一有功功率/频率输入单元和一无功功率/电压输入单元的信号输入端；每一所述电流互感器的二次输出回路也均分为两支路并也分别连接所述有功功率/频率输入单元和无功功率/电压输入单元的信号输入端；每一所述有功功率/频率输入单元和一无功功率/电压输入单元的信号输出端分别连接燃气和/或柴油发电机组共用的一功率分配器和一电压分配器的输入端，所述功率分配器和电压分配器的输出端分别与燃气和/或柴油发电机组的一调速器和一发电机励磁相连。

2.如权利要求1所述的一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：所述燃气发电机组和柴油发电机组均采用空气启动，并共用一个压缩空气瓶，即所述压缩空气瓶通过一启动气源分别连通所述燃气发电机组和柴油发电机组；所述启动气源由平台公用仪表风系统提供或者独立配置空气压缩系统；启动空气压力为1000kPa左右, 所述压缩空气瓶的容积满足单个发电机组连续6次以上启动所需气量。

3.如权利要求1所述的一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：所述燃气发电机组和柴油发电机组均采用水冷冷却，冷却水优先选用海水，即所述燃气发电机组和柴油发电机组均通过第五管路连通冷却水。

4.如权利要求2所述的一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：所述燃气发电机组和柴油发电机组均采用水冷冷却，冷却水优先选用海水，即所述燃气发电机组和柴油发电机组均通过第五管路连通冷却水。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：所述燃气发电机组和柴油发电机组均包括一发电机、一中央冷却器、一滑油冷却器和一膨胀水箱；所述燃气发电机组还包括一燃气过滤器。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种用于海上气田平台的主电站，其特征在于：所述燃气发电机组采用往复式燃气发电机组。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的用于海上气田平台的主电站及其使用方法，它包括以下两种情况：

1)在气田投产初期或者燃气发电机组检修或者故障时，启动柴油发电机组与燃气发电机组并联运行，此时柴油发电机组和燃气发电机组均运行在控制模式下；

2)在气田正常生产时，切除柴油发电机组，若干燃气发电机组并联运行，并且当各燃气发电机组的容量相同时，各燃气发电机组工作在自动模式下；当各燃气发电机组的容量不同时，各燃气发电机组运行在控制模式下。

8.如权利要求7所述的一种用于海上气田平台的主电站及其使用方法，其特征在于：控制模式下基于控制系统的控制方法为：燃气或柴油发电机组分别利用各自的所述电压互感器采集电压信号,通过各自的所述电流互感器采集电流信号,并将采集到的电压和电流信号分别输送至各自的所述无功功率/电压输入单元和有功功率/频率输入单元，所述无功功率/电压输入单元和有功功率/频率输入单元、将电压信号和电流信号的模拟量转换成数字量后实时送至所述电压分配器和功率分配器，并由其对电网的频率、电压以及每台发电机组的有功功率、无功功率进行计算，根据计算得到的实际的频率和有功功率与设定的频率和有功功率的偏差控制所述调速器，所述调速器对相应的发电机组的气门或油门进行调节，从而保证整个海上平台主电站的电网频率稳定在额定值和各机组之间有功功率的分配；根据实际的电压和无功功率与设定的电压和无功功率的偏差，由电压分配器调节相应的发电机组的励磁电流，实现电压的维持在额定值和各机组之间的无功分配；

在气田的负荷较低且多台燃气发电机组同时运行或者一台柴油发电机组并联若干台燃气发电机组时，会导致燃气发电机组的负荷率过低，需要切除一台或多台燃气发电机组，或者需要切除柴油发电机组，具体切除方法为：

各发电机组并联运行，主电站的控制系统自动跟踪各燃气和/或柴油发电机组的出力和气田的用电负荷，当发现某个或多个燃气发电机组运行时的负荷率低于所设定的最小负荷率时，对与之并联的柴油发电机组或其余燃气发电机组的负荷能否完全转移到某个或多个燃气发电机组进行计算,若某个或多个燃气发电机组能满足接收全部柴油发电机组负荷或其余燃气发电机组的条件,采用自动或手动方式逐步减载柴油发电机组或者其余燃气发电机组的负荷,直至为零；负荷转移完后，柴油发电机组或者其余燃气发电机组空载运行一段时间后延时关闭，此时主电站仅保留某个或多个燃气发电机组运行；

当某个或多个燃气发电机组在运行时,如果此时需启动平台上大功率旋转设备，按下大功率旋转设备的电机的启动按钮,主电站的控制系统会自动计算主电站的热备用容量,当计算得到的热备用容量不满足启动需要时,主电站的控制系统会发出抑制电机启动的信号,并向备用柴油发电机组或者其余燃气发电机组发出自启动指令,柴油发电机组或者其余燃气发电系统启动成功后自动与某燃气发电机组并联运行,此时主电站的控制系统解除抑制电机启动信号,电机进入启动过程。