改进的能量管理系统和微电网技术方案

一种使用EMS控制微电网的运行的方法，微电网包括多个分布式能源，所述多个分布式能源包括至少一个可控的分布式以油气为燃料的发电机和电能存储装置，该方法包括：EMS测量每个分布式能源的累积可用性状态，并基于所述累积状态指定微电网的状态；基于所述状态确定是否可以进行关键操作；基于具有预定结果的确定步骤启用关键操作。骤启用关键操作。骤启用关键操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的能量管理系统和微电网


[0001]本专利技术涉及形成微电网的分布式能源的控制和管理。特别地，本专利技术涉及用于在将新的风能发电机装置与现有的基于燃料的发电机集成时实现海上环境中的控制和管理的EMS。

技术介绍

[0002]海上发电的典型方法是利用GTG(燃气涡轮发电机)、DEG(柴油发动机发电机)和其他基于燃料的发电机的变体的那些方法。对于非常小的功率需求(低于100kW)，可以在现有平台上安装合理尺寸的太阳能电池板/小型风力涡轮机。例如，后者示例通常用于小的发电需求，并且不能与由GTG产生的电力相提并论。
[0003]还需要减少对这样的常规的基于燃料的发电机的维护，并转向“更环保”的海上作业，以满足气候目标和减少排放目标。然而，海上油气勘探和生产作业仍需要确保来自公知的常规源诸如GTG的可靠发电，并且对于已经拥有现有GTG、DEG等的棕地项目尤其如此。现有资产的另一个争议点还在于其旧的常规发电和控制系统/工作流尚未达到其有用的设计寿命(拆除这样的机器以支持对更环保的海上能量系统的新资本投资在经济上/从折旧角度来看都没有意义)。

技术实现思路

[0004]在第一方面，本专利技术提供了一种使用EMS控制微电网的运行的方法，微电网包括多个分布式能源，所述多个分布式能源包括至少一个可控的分布式以油气为燃料的发电机和电能存储装置，该方法包括：EMS测量每个分布式能源的累积可用性状态，并基于所述累积状态指定微电网的状态；基于所述状态确定是否可以进行关键操作；基于具有预定结果的确定步骤启用关键操作。
[0005]在第二方面，本专利技术提供了一种用于控制微电网的运行的EMS，微电网包括多个分布式能源，所述多个分布式能源包括至少一个可控的分布式以油气为燃料的发电机和电能存储装置；EMS被布置成测量每个分布式能源的累积可用性状态，并基于所述累积状态指定微电网的状态；所述EMS被布置成在所述状态下启用关键操作。
[0006]在第三方面，本专利技术提供了一种风力涡轮机设施，包括：能够连接至微电网的风力涡轮机；能量存储系统，其安装在风力涡轮机的下部结构的腔内，所述能量存储系统被布置成连接至微电网；其中，所述风力涡轮机被布置成对所述能量存储系统充电。
[0007]海上油气平台的持续运行需要稳定且安全的能量供应。为了产生平台的平均能量需求，GTG或充电的ESS和WT的运行就足够了。
[0008]在关键操作是例如启动COTP的情况下，这可能导致没有足够的能量可用的情况。例如，为了支持COTP短暂的启动阶段，其中大约10s可能需要大约3MVAr，至少两个GTG必须运行或者一个GTG和ESS必须激活。
[0009]如果一个GTG或ESS发生故障，则应启动另一个GTG。对于这个启动阶段，大约30分
钟将被安排为最大值。在此时间期间，没有足够的能量可用于启动COTP。COTP的启动被阻止。在启动GTG之后生成启用信号。
[0010]由WT产生的能量可以被分开以供应电网并对ESS充电。可以通过使用多源转换器(MSC)实现两者。WT能量生产取决于风力条件。因此，不能将WT单独视为永久可靠的能源。应始终另外激活ESS。如果ESS充电到最大，则WT的电力输出将受到限制。
[0011]ESS可以存储高达预定义kWh的能量。最低充电状态应始终可用。如上所述，当GTG发生故障时，需要存储的能量为平台供电。ESS可以由WT和GTG充电。ESS不支持黑启动。
[0012]计数器显示达到ESS零级之前的可用时间。EMS根据ESS充电水平和能耗提供该计数器。
[0013]在完全断电之后，在重新启动、黑启动时仅需要额外的柴油发电机EDG或同等大小的发电机。然后，EDG将为平台供电来支持GTG的启动。
[0014]因此，本专利技术提供了一种用于控制微电网的EMS。EMS测量所有连接的分布式能源的累积可用性状态，并基于所述累积状态指定状态。基于该状态，EMS然后可以确定是否可以进行关键操作例如操作原油输送泵(COTP)。
[0015]因此，本专利技术提供了一种微电网概念，对于“环保”/“新的”和“棕地”/“现有或旧的”，该微电网概念可以从千瓦扩展到低兆瓦到两位数/三位数MW。本专利技术还可以为产气海上资产提供将燃料气体货币化为销售气体的能力。现有解决方案的差距在“旧/棕地”资产中很明显，其中现有的基于油气的发电已经到位，并且我们不希望立即折旧所有现有的发电机，因为它们可能仍有可摊销价值。
[0016]因此，本专利技术的实施方式可以提供一种微电网概念，该微电网概念可以逐步采用(即，新电源的自动化，对较旧的油气燃烧装置进行人工干预)，并且必须能够与较旧的发电机的现有工作流/控制集成，而不会中断油气生产操作。
[0017]在一个实施方式中，本专利技术可以提供一种与能源无关的策略，其使用能量管理系统(EMS)作为中间控制来集成海上风能和油气类型的发电如燃气涡轮机/柴油发电机组。
[0018]因此，在又一实施方式中，本专利技术可以提供一种海上微电网，其核心具有与能量(或电源)无关的能量管理系统(EMS)，该能量管理系统能够管理来自各种电源(例如带有能量存储的海上可再生风能和/或诸如GTG的常规发电机/源)的能量存储和输送。
[0019]这可以提供可扩展系统，包括具有小能量需求的设施，其不能证明部署典型的海上风能装置(即带有变电站等)所需的投资是合理的。这种可扩展系统可以引入利用EMS来优化燃料气体使用的方法，然后可以将燃料气体转换成销售气体。
[0020]在另一方面，微电网还可以以这样的方式扩展，即发电机源本身(即风力涡轮机塔架)完全独立，具有所有需要的内置电子设备和能量存储机构，从而不需要单独的变电站平台。这样的发电机源在通过海底线缆与现有海上平台集成时，可以放置在漂浮下部结构的顶部，并作为单个即插即用单元进行运输/安装。
附图说明
[0021]参照附图进一步描述本专利技术将是便利的，附图示出了本专利技术的可能布置。本专利技术的其他布置是可能的，并且因此，附图的特殊性不应被理解为取代本专利技术的先前描述的一般性。
[0022]图1A和图1B形成了根据本专利技术的一个实施方式的EMS的状态之间的关系的单个流程图；
[0023]图1C是根据本专利技术的第二实施方式的EMS的状态之间的关系的流程图；
[0024]图1D是根据本专利技术的第三实施方式的EMS的状态之间的关系的流程图；
[0025]图1E是根据本专利技术的第四实施方式的EMS的状态之间的关系的流程图；
[0026]图2是根据本专利技术的一个实施方式的EMS和微电网的示意图；
[0027]图3是根据本专利技术的第二实施方式的EMS和微电网的示意图；
[0028]图4是根据本专利技术的一个实施方式的独立集成漂浮海上风力涡轮机的等距剖视图；
[0029]图5是图1A至图1E的流程图的图例。
具体实施方式
[0030]如图1A至图1E所示，根据本专利技术的一个实施方式的EMS包括下述操作方法，该操作方法允本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用EMS控制微电网的运行的方法，所述微电网包括多个分布式能源，所述多个分布式能源包括至少一个可控的分布式以油气为燃料的发电机和电能存储装置，所述方法包括：所述EMS测量每个分布式能源的累积可用性状态，并基于所述累积状态指定所述微电网的状态；基于所述状态确定是否能够进行关键操作；基于具有预定结果的确定步骤启用所述关键操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分布式能源包括可再生能源。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定结果包括所述至少一个以油气为燃料的发电机可用。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定结果还包括所述能量存储系统被至少部分充电。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定结果还包括当所述能量存储系统处于部分充电状态时，所述充电由所述可再生能源提供。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括重复所述测量步骤，使得在累积状态改变时，所述EMS改变所述微电网的状态。7.一种用于控制微电网的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊兹莉娜，
申请(专利权)人：马来西亚国家石油公司，
类型：发明
国别省市：