淺談光伏發(fā)電系統(tǒng)在油田節(jié)能改造中的應(yīng)用摘要：克拉瑪依油田原油產(chǎn)量逐年穩(wěn)定增長，對電力資源的需求量也越來越大，目前油田依托的主要電源是火力發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電，需要向大氣中排放大量的二氧化碳，但于此同時(shí)隨著全球資源的日益消耗和溫室效應(yīng)的加劇，低碳節(jié)能的應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注；克拉瑪依油田一直致力于油田系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)用改造與數(shù)字化建設(shè)，太陽能光伏發(fā)電作為一種清潔可再生能源，值得在油田地區(qū)大力推廣，打造克拉瑪依數(shù)字油田、綠色油田。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；節(jié)能改造；數(shù)字油田一、 概述常規(guī)能源日益枯竭，溫室效應(yīng)不斷加劇，節(jié)能減排以及尋求新能源受到越來越多的人的關(guān)注，太陽能資源，其具有的廣泛性，及可再生性，是目前全世界發(fā)展的主要方向?？死斠烙吞锂a(chǎn)量持續(xù)增長，需要的電力不斷上升，而克拉瑪依地區(qū)的用電主要來源于克拉瑪依火力發(fā)電廠，以及中小規(guī)模的燃?xì)怆姀S，用電量越大，排放的二氧化碳?xì)怏w就會越多，為了打造清潔、高效、綠色油田，一方面對油田的生產(chǎn)，運(yùn)行，監(jiān)測進(jìn)行節(jié)能改造，另一方面建設(shè)新能源電站來降低溫室氣體的的排放。二、 克拉瑪依光資源分析克拉瑪依市位于中緯度內(nèi)陸地區(qū)，屬典型的溫帶大陸性氣候。干燥少雨冬夏溫差大。年平均氣溫為8.6°C。全年日照以7月份為最多，達(dá)302.5小時(shí)，12月份為較少，99.8小時(shí)，年均日照小時(shí)數(shù)2600-3400h，克拉瑪依油田多分布于準(zhǔn)格爾盆地附近，年均日照時(shí)間可達(dá)到3200h及以上，年太陽能輻射量5000-6490MJ/m2，蘊(yùn)含著豐富的太陽能資源，具有太陽能利用的極佳條件，是最適合發(fā)展太陽能光伏資源的地區(qū)之一，克拉瑪依地區(qū)光伏資源統(tǒng)計(jì)如圖2-1。三太陽能發(fā)電原理從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進(jìn)行光電變換來實(shí)現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)：①無枯竭危險(xiǎn)；②絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制；④可在用電處就近發(fā)電；⑤能源質(zhì)量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。不足之處是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。但總的說來，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽能具有極大優(yōu)點(diǎn)，因此受到世界各國的重視。根據(jù)油田的分布特征存在集中和分散兩種情況，介紹兩種系統(tǒng)：離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。1離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏組件發(fā)電，經(jīng)控制器對蓄電池進(jìn)行充放電管理，并給直流負(fù)載提供電能或通過逆變器給交流負(fù)載提供電能的一種新型電源。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)適用沒有并網(wǎng)或并網(wǎng)電力不穩(wěn)定的地區(qū)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境惡劣的高原、海島、偏遠(yuǎn)山區(qū)及野外作業(yè)，也可作為通訊基站、廣告燈箱、路燈等供電電源。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)通常由太陽能組件、控制器、逆變器、控制器組和支架系統(tǒng)組成。他們產(chǎn)生直流電源可直接通過白天或儲存在蓄電池組中，用于在夜間或在多云或下雨的日子提供電力，原理如圖3.1?？捎行Ь徑怆娏Χ倘钡貐^(qū)的需求矛盾。2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)適用油井相對幾種，電力電源穩(wěn)定且方便入網(wǎng)的區(qū)域，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)通常由太陽能組件、直流匯流柜、控制器、逆變器、控制器組成。不需要蓄電池組，與電網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)潮流的聯(lián)系，原理如圖3.2。這種系統(tǒng)通常是控制器和逆變器集成一體化，使用電腦芯片全面控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，綜合利用各種能源達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。四、 油田節(jié)能改造中的應(yīng)用目前根據(jù)油田生產(chǎn)的現(xiàn)狀以及結(jié)合油田數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)，給出下面三種方案，對油田生產(chǎn)進(jìn)行節(jié)能改造。1前期勘探。由于油田分布的特性，石油勘探人員長期在外，甚至是到偏僻的地方進(jìn)行地質(zhì)勘查作業(yè)，所帶設(shè)備的電量往往是有限的，有時(shí)不得不因?yàn)殡娫磫栴}反復(fù)到一個(gè)地方勘測多次，消耗了大量的人力和物力，通過采用離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行有效的充電，可大大減少因電源問題所造成的往返，提高工作效率。應(yīng)用如圖4.1。2數(shù)字化油田建設(shè)。數(shù)字化油田建設(shè)作為克拉瑪依油田節(jié)能改造的重要組成部分，油氣田開發(fā)將進(jìn)入智能化、自動化、可視化、實(shí)時(shí)化的閉環(huán)新階段?？死斠赖貐^(qū)夏季溫度高，常年大風(fēng)天氣較多，通信電纜常年暴曬容易老化，大風(fēng)天氣容易折斷，對通信系統(tǒng)造成威脅，通過建設(shè)無線通信系統(tǒng)，可以有效提高通信系統(tǒng)的可靠性。光伏發(fā)電系統(tǒng)則可靠有效的為通信系統(tǒng)的中繼站供電，無需架設(shè)線路供電，提高供電可靠性，節(jié)省資源。3光伏電站為油區(qū)供電。光伏發(fā)電直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，作為一種清潔能源，適合就近將電能利用，提高能源的利用率，用于油田生產(chǎn)，與電網(wǎng)的具體工作原理如下：通過計(jì)算得出某一區(qū)域的油田生產(chǎn)負(fù)荷，建設(shè)相應(yīng)容量的光伏電站，當(dāng)光伏電站正常運(yùn)行容量大于油田生產(chǎn)用電的需求時(shí)，多余能量反饋給電網(wǎng)供其他負(fù)荷使用；當(dāng)光伏電站發(fā)出能量小于油田負(fù)荷，負(fù)載會同時(shí)采用光伏電站以及電網(wǎng)的電能；夜晚光伏電站基本不發(fā)出能量，電能均從電網(wǎng)獲得。五、 環(huán)保及節(jié)能分析太陽能發(fā)電，不僅能節(jié)約煤炭、石油、天然氣等一次性化石能源，還是清潔、無污染的可再生能源，屬于一次性投入長期收益的產(chǎn)業(yè)，是能源開發(fā)的新天地。太陽能的開發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用，對克拉瑪依油田節(jié)能改造有著巨大的作用；發(fā)電量1萬千瓦小時(shí)，按照火電計(jì)算，可少消耗標(biāo)準(zhǔn)煤4000公斤，減少二氧化碳排出1.26萬公斤，減少氧化氮排出87公斤，減少氧化硫排出49公斤，減少微塵顆粒排出3公斤。六、小結(jié)綠色能源和可持續(xù)發(fā)展問題是本世紀(jì)人類面臨的重大課題，開發(fā)新能源，對現(xiàn)有能源的充分合理利用已經(jīng)得到各國政府的極大重視。光伏系統(tǒng)被稱為最理想的新能源，作為一種取之不盡，用之不竭的清潔環(huán)保能源將得到前所未有的發(fā)展。隨著太陽能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和技術(shù)開發(fā)的深化，它的效率、性價(jià)比將得到提高，它在各個(gè)領(lǐng)域都將得到廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)2008年中國太