本发明属于油气开采柴储混动系统,特别是涉及一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法。
背景技术:
1、随着油气资源的日益紧张,提高开采效率与降低能耗成为油气行业的重要目标。柴储混动系统作为一种先进的动力解决方案,在油气开采中得到了广泛应用。然而,如何准确、实时地获取系统的燃油消耗数据,并据此进行优化管理,仍是行业面临的一大挑战。
2、柴油发电机组的效率与负载率有关,一般地,负载率越高,油电转换效率就越高。在实际使用过程中,因负荷随机性变化,普遍存在大马拉小车的工况,导致柴油发电机综合效率低,柴油浪费严重。电化学储能系统既可以作为电源,可以做为负载,与柴油发电机组成微电网,可以实现对柴油发电机负载率的调节,进而提高油电转换效率,达到节约柴油的目的。柴储系统的经济效益主要取决于燃油节约量,但由于缺乏有效的计量方式,不易获取实际节油效果。
3、目前大都是通过实验对比方法和理论计算获得节油效果。因环境和负荷的时时变化,运行工况与试验工况有较大的出入。理论计算是基于历史数据,需要对研究时段的功率、油耗等信息进行近似处理,存在较大偏差的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本发明提出了一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,本发明基于运行过程中的实时在线数据,可大大提高油气开采柴储混动系统的燃油消耗数据获取的准确度和实时性。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,包括步骤:
3、s100,根据柴油发电机的功率与油耗曲线,建立油耗与功率的函数关系;
4、s200,利用油耗与功率的函数关系,获取储能接入前总油耗,包括步骤:
5、s201,获取储能接入前柴油发电机工作油耗;
6、s202,获取储能接入前柴油发电机启动油耗;
7、s203,将储能接入前柴油发电机工作油耗和储能接入前柴油发电机启动油耗相加,得到储能接入前柴油发电机总油耗;
8、s300,利用油耗与功率的函数关系,获取储能接入后总油耗,包括步骤:
9、s301,获取储能接入后柴油发电机工作油耗;
10、s302,获取储能接入后柴油发电机启动油耗;
11、s303,将储能接入后柴油发电机工作油耗和储能接入后柴油发电机启动油耗相加,得到储能接入后柴油发电机总油耗;
12、s400,对比储能接入前柴油发电机总油耗和储能接入后柴油发电机总油耗,得到油气开采柴储混动系统的燃油消耗结果。
13、进一步的是,根据柴油发电机的功率与油耗曲线包括:建立功率和燃油消耗率的对应的函数关系,为分段函数:
14、
15、其中,n为阶段总数,(ak,ak+1)为每一阶段函数的自变量取值范围,yk(k=1,2,…,n)为相应阶段函数表达式;
16、为求得各点yk的函数表达式,采用分段线性插值得到功率对应的燃油消耗值。
17、进一步的是,设t时刻的功率分别为p(t),当p(t)∈(ak,ak+1)时,利用线性插值得到燃油消耗值:
18、
19、进一步的是,获取储能接入前柴油发电机工作油耗,包括:
20、t时刻负载总功率为p(t),工作的柴油发电机台数为n(t),表示每台工作的柴油发电机的功率,由功率与耗油量关系,功率对应的油耗为从而计算得t时刻1台柴油发电机工作1秒所需油耗为:
21、
22、t时刻n(t)台柴油发电机工作1秒所需的总油耗为:
23、
24、则[0,t]时间段内总的柴油发电机工作油耗为:
25、
26、进一步的是,获取储能接入前柴油发电机启动油耗,包括:
27、柴油发电机启动是从收到开机命令到带载的过程,由于[0,t]时间段第j台柴油发电机的开机次数为θj,n台柴油发电机的启动次数为每次启动时间为τ秒,每小时耗油c升,单台柴油发电机启动1次的启动油耗为:则[0,t]时间段内总的柴油发电机启动油耗为:
28、
29、进一步的是,获取储能接入后柴油发电机工作油耗包括:
30、储能接入后t时刻储能提供的功率为i(t),i(t)为正表示放电,为负表示充电;t时刻负载总功率为p(t),则由柴油发电机提供的功率为p(t)-i(t),t时刻工作的柴油发电机数量为m(t)台;
31、t时刻第j台柴油发电机工作状态为mj(t),mj(t)=1表示处于工作状态,mj(t)=0表示停止状态;则有:
32、则储能接入后,t时刻每台柴油发电机的输出功率为对应的油耗则t时刻柴油发电机1秒的总油耗为:
33、
34、则[0,t]时间段总的柴油发电机油耗为:
35、
36、进一步的是,获取储能接入后柴油发电机启动油耗包括:
37、储能接入后t∈[0,t]第j台柴油发电机的开机次数λj,n台柴油发电机中的启动次数为每次启动时间为τ秒,每小时耗油c升,单台柴油发电机单次的耗油量为:
38、则储能接入后启动柴油发电机的油耗为:
39、
40、进一步的是,对比储能接入前柴油发电机总油耗和储能接入后柴油发电机总油耗,得到油气开采柴储混动系统的燃油消耗结果,包括:
41、节油率:
42、
43、柴油发电机接入前总油耗o,为柴油发电机工作油耗与启动油耗之和:o=of+os;
44、储能接入后总油耗o',为储能接入后柴油发电机工作油耗与启动油耗之和:o'=o'f+o's。
45、采用本技术方案的有益效果:
46、本发明根据油气开采柴储混动系统消耗功率与油耗关系,建立实时在线功率与油耗计算方法,基于运行过程中的实时在线数据,获取储能接入前后的柴油消耗,可实时获取燃油消耗和节油效率,可大大提高油气开采柴储混动系统的燃油消耗准确度和实时性,提高油气开采柴储混动系统的燃油消耗评估效果。该方法不仅能够提高油气开采的效率和安全性,还能够显著降低燃油消耗和运营成本,为油气行业的可持续发展贡献力量。
1.一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,根据柴油发电机的功率与油耗曲线包括:建立功率和燃油消耗率的对应的函数关系,为分段函数:
3.根据权利要求2所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,设t时刻的功率分别为p(t),当p(t)∈(ak,ak+1)时,利用线性插值得到燃油消耗值:
4.根据权利要求1所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,获取储能接入前柴油发电机工作油耗,包括:
5.根据权利要求4所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,获取储能接入前柴油发电机启动油耗,包括:
6.根据权利要求1所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,获取储能接入后柴油发电机工作油耗包括:
7.根据权利要求6所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,获取储能接入后柴油发电机启动油耗包括:
8.根据权利要求1所述的一种对于油气开采柴储混动系统的燃油消耗在线获取方法,其特征在于,对比储能接入前柴油发电机总油耗和储能接入后柴油发电机总油耗,得到油气开采柴储混动系统的燃油消耗结果,包括: