本發(fā)明屬于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)，特別是涉及一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法。

背景技術(shù)：

1、隨著油氣資源的日益緊張，提高開采效率與降低能耗成為油氣行業(yè)的重要目標(biāo)。柴儲混動系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的動力解決方案，在油氣開采中得到了廣泛應(yīng)用。然而，如何準(zhǔn)確、實(shí)時地獲取系統(tǒng)的燃油消耗數(shù)據(jù)，并據(jù)此進(jìn)行優(yōu)化管理，仍是行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。

2、柴油發(fā)電機(jī)組的效率與負(fù)載率有關(guān)，一般地，負(fù)載率越高，油電轉(zhuǎn)換效率就越高。在實(shí)際使用過程中，因負(fù)荷隨機(jī)性變化，普遍存在大馬拉小車的工況，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)綜合效率低，柴油浪費(fèi)嚴(yán)重。電化學(xué)儲能系統(tǒng)既可以作為電源，可以做為負(fù)載，與柴油發(fā)電機(jī)組成微電網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)對柴油發(fā)電機(jī)負(fù)載率的調(diào)節(jié)，進(jìn)而提高油電轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到節(jié)約柴油的目的。柴儲系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益主要取決于燃油節(jié)約量，但由于缺乏有效的計量方式，不易獲取實(shí)際節(jié)油效果。

3、目前大都是通過實(shí)驗(yàn)對比方法和理論計算獲得節(jié)油效果。因環(huán)境和負(fù)荷的時時變化，運(yùn)行工況與試驗(yàn)工況有較大的出入。理論計算是基于歷史數(shù)據(jù)，需要對研究時段的功率、油耗等信息進(jìn)行近似處理，存在較大偏差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，本發(fā)明基于運(yùn)行過程中的實(shí)時在線數(shù)據(jù)，可大大提高油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確度和實(shí)時性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，包括步驟：

3、s100，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的功率與油耗曲線，建立油耗與功率的函數(shù)關(guān)系；

4、s200,利用油耗與功率的函數(shù)關(guān)系，獲取儲能接入前總油耗，包括步驟：

5、s201,獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)工作油耗；

6、s202,獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗；

7、s203,將儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)工作油耗和儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗相加，得到儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)總油耗；

8、s300,利用油耗與功率的函數(shù)關(guān)系，獲取儲能接入后總油耗，包括步驟：

9、s301,獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)工作油耗；

10、s302,獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗；

11、s303,將儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)工作油耗和儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗相加，得到儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)總油耗；

12、s400,對比儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)總油耗和儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)總油耗，得到油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗結(jié)果。

13、進(jìn)一步的是，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的功率與油耗曲線包括：建立功率和燃油消耗率的對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，為分段函數(shù)：

14、

15、其中，n為階段總數(shù)，(ak,ak+1)為每一階段函數(shù)的自變量取值范圍，yk(k＝1,2,…,n)為相應(yīng)階段函數(shù)表達(dá)式；

16、為求得各點(diǎn)yk的函數(shù)表達(dá)式，采用分段線性插值得到功率對應(yīng)的燃油消耗值。

17、進(jìn)一步的是，設(shè)t時刻的功率分別為p(t)，當(dāng)p(t)∈(ak,ak+1)時，利用線性插值得到燃油消耗值：

18、

19、進(jìn)一步的是，獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)工作油耗，包括：

20、t時刻負(fù)載總功率為p(t)，工作的柴油發(fā)電機(jī)臺數(shù)為n(t)，表示每臺工作的柴油發(fā)電機(jī)的功率，由功率與耗油量關(guān)系，功率對應(yīng)的油耗為從而計算得t時刻1臺柴油發(fā)電機(jī)工作1秒所需油耗為：

21、

22、t時刻n(t)臺柴油發(fā)電機(jī)工作1秒所需的總油耗為：

23、

24、則[0,t]時間段內(nèi)總的柴油發(fā)電機(jī)工作油耗為：

25、

26、進(jìn)一步的是，獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗，包括：

27、柴油發(fā)電機(jī)啟動是從收到開機(jī)命令到帶載的過程，由于[0,t]時間段第j臺柴油發(fā)電機(jī)的開機(jī)次數(shù)為θj，n臺柴油發(fā)電機(jī)的啟動次數(shù)為每次啟動時間為τ秒，每小時耗油c升，單臺柴油發(fā)電機(jī)啟動1次的啟動油耗為：則[0,t]時間段內(nèi)總的柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗為：

28、

29、進(jìn)一步的是，獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)工作油耗包括：

30、儲能接入后t時刻儲能提供的功率為i(t)，i(t)為正表示放電，為負(fù)表示充電；t時刻負(fù)載總功率為p(t)，則由柴油發(fā)電機(jī)提供的功率為p(t)-i(t)，t時刻工作的柴油發(fā)電機(jī)數(shù)量為m(t)臺；

31、t時刻第j臺柴油發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)為mj(t)，mj(t)＝1表示處于工作狀態(tài)，mj(t)＝0表示停止?fàn)顟B(tài)；則有：

32、則儲能接入后，t時刻每臺柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率為對應(yīng)的油耗則t時刻柴油發(fā)電機(jī)1秒的總油耗為：

33、

34、則[0,t]時間段總的柴油發(fā)電機(jī)油耗為：

35、

36、進(jìn)一步的是，獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗包括：

37、儲能接入后t∈[0,t]第j臺柴油發(fā)電機(jī)的開機(jī)次數(shù)λj，n臺柴油發(fā)電機(jī)中的啟動次數(shù)為每次啟動時間為τ秒，每小時耗油c升，單臺柴油發(fā)電機(jī)單次的耗油量為：

38、則儲能接入后啟動柴油發(fā)電機(jī)的油耗為：

39、

40、進(jìn)一步的是，對比儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)總油耗和儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)總油耗，得到油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗結(jié)果，包括：

41、節(jié)油率：

42、

43、柴油發(fā)電機(jī)接入前總油耗o，為柴油發(fā)電機(jī)工作油耗與啟動油耗之和：o＝of+os；

44、儲能接入后總油耗o'，為儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)工作油耗與啟動油耗之和：o'＝o'f+o's。

45、采用本技術(shù)方案的有益效果：

46、本發(fā)明根據(jù)油氣開采柴儲混動系統(tǒng)消耗功率與油耗關(guān)系，建立實(shí)時在線功率與油耗計算方法，基于運(yùn)行過程中的實(shí)時在線數(shù)據(jù)，獲取儲能接入前后的柴油消耗，可實(shí)時獲取燃油消耗和節(jié)油效率，可大大提高油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗準(zhǔn)確度和實(shí)時性，提高油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗評估效果。該方法不僅能夠提高油氣開采的效率和安全性，還能夠顯著降低燃油消耗和運(yùn)營成本，為油氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

技術(shù)特征：

1.一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的功率與油耗曲線包括：建立功率和燃油消耗率的對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，為分段函數(shù)：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，設(shè)t時刻的功率分別為p(t)，當(dāng)p(t)∈(ak,ak+1)時，利用線性插值得到燃油消耗值：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)工作油耗，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，獲取儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)工作油耗包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，獲取儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)啟動油耗包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，其特征在于，對比儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)總油耗和儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)總油耗，得到油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗結(jié)果，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種對于油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗在線獲取方法，包括步驟：S100,根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的功率與油耗曲線，建立油耗與功率的函數(shù)關(guān)系；S200,利用油耗與功率的函數(shù)關(guān)系，獲取儲能接入前總油耗；S300,利用油耗與功率的函數(shù)關(guān)系，獲取儲能接入后總油耗，包括步驟：S400,對比儲能接入前柴油發(fā)電機(jī)總油耗和儲能接入后柴油發(fā)電機(jī)總油耗，得到油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗結(jié)果。本發(fā)明基于運(yùn)行過程中的實(shí)時在線數(shù)據(jù)，可大大提高油氣開采柴儲混動系統(tǒng)的燃油消耗數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確度和實(shí)時性。

技術(shù)研發(fā)人員：張渝,武江,余俊滸,曹文強(qiáng),胡偉,陳翔宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都威爾普斯新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17