胜利油田辛 10 区块新能源直流微电网及油井群控系统

  胜利油田东辛采油厂辛 10 区块属于典型的老油田开发区块，区块内分布数十口抽油机井，普遍存在系统效率低、能耗高的问题。传统抽油机采用独立工频供电模式，各井之间缺乏能量协同，抽油机下行程时电机处于发电状态，回馈能量通常通过制动电阻以热能形式耗散，造成大量电能浪费。同时，区块内已有分布式光伏资源未能与油井负荷有效结合，新能源消纳率偏低。随着油田开发进入高含水期，单井产量下降而能耗居高不下，采油成本管控压力持续增大。为探索老油田节能降本新路径，中石大蓝天与胜利油田合作实施辛 10 区块新能源直流微电网及油井群控系统项目，通过直流组网技术实现多井能量互馈共享，同时整合光伏新能源，打造源荷协同的智能采油供电系统。项目总投资 141 万元，覆盖区块内全部抽油机井，是国内首个规模化应用的抽油机直流群控节能示范工程。

项目创新性采用直流微电网架构，将区块内多台抽油机接入同一条直流母线，构建油井群控系统。每台抽油机配置专用双向逆变终端，替代传统变频器与制动单元，可工作在电动与发电双模式。抽油机上行时电机从直流母线取电电动运行，下行时位能负载带动电机发电，电能回馈至直流母线，供给其他处于上行状态的抽油机使用，实现井与井之间的能量互馈共享，从根本上避免制动电阻发热损耗。

新能源接入方面，区块分布式光伏电站直接接入直流母线，光伏直流电无需逆变即可被抽油机负荷消纳，减少逆变环节损耗，提升新能源利用效率。系统配置中央能量管理系统，实时监测直流母线电压、各井运行状态、光伏发电出力，统一协调控制各逆变终端的功率分配。针对抽油机运行的周期性特点，系统优化各井冲相位差，使不同油井的上、下行过程错峰分布，确保直流母线上始终有发电井与用电井匹配，维持母线电压稳定，最大化能量互馈效率。

系统同时具备智能群控功能，可根据油井工况与供液能力，统一调整区块内所有油井的运行参数与间抽制度，实现区块级产能与能耗的全局最优。配套远程监控平台，可实时查看每口井的电参数据、运行状态、节能数据，支持远程参数调整与故障诊断，大幅减少现场运维工作量。直流母线系统还具备电网适应性强的特点，可耐受更宽范围的电压波动，提升油井供电可靠性。

项目投运后节能效果显著，区块抽油机整体系统效率大幅提升，综合节电率达到行业领先水平。能量互馈机制使抽油机下行程发电得到 100% 回收利用，彻底消除制动电阻损耗，单井平均节电率超 20%，配合光伏直供消纳，区块整体节电率可达 30% 以上。按区块年用电量测算，年节约电费可观，投资回收期短，经济效益显著。

技术优势方面，直流群控方案突破了单井独立运行的传统模式，从系统层面实现多井能量协同，是抽油机节能技术的重要创新。相比单井变频节能，直流群控不仅节能效果更优，还减少了每套系统的储能与制动元件配置，降低设备成本与维护量。新能源直供直流母线减少一次交直流转换环节，转换效率提升 5% 以上，同时提高了新能源就地消纳率。

管理效益方面，实现区块油井集中监控与统一调度，运维人员足不出站即可掌握全区块生产运行状况，现场巡检频次减少 60%，劳动生产率大幅提升。该项目形成的 "直流微电网 + 油井群控 + 新能源接入" 一体化方案，投资成本可控、实施周期短、节能效果明确，特别适合老油田成片改造，具有极强的推广复制价值，可为国内同类油田区块节能降碳改造提供成熟的技术范式。