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摘要：克拉玛依油田原油产量逐年稳定增长，对电力资源的需求量也越来越大，目前油田依托的主要电源是火力发电和燃气发电，需要向大气中排放大量的二氧化碳，但于此同时随着全球资源的日益消耗和温室效应的加剧，低碳节能的应用越来越受到人们的关注；克拉玛依油田一直致力于油田系统的节能应用改造与数字化建设，太阳能光伏发电作为一种清洁可再生能源，值得在油田地区大力推广，打造克拉玛依数字油田、绿色油田。
关键词：光伏发电；节能改造；数字油田
一、概述
常规能源日益枯竭，温室效应不断加剧，节能减排以及寻求新能源受到越来越多的人的关注，太阳能资源，其具有的广泛性，及可再生性，是目前全世界发展的主要方向。
克拉玛依油田产量持续增长，需要的电力不断上升，而克拉玛依地区的用电主要来源于克拉玛依火力发电厂，以及中小规模的燃气电厂，用电量越大，排放的二氧化碳气体就会越多，为了打造清洁、高效、绿色油田，一方面对油田的生产，运行，监测进行节能改造，另一方面建设新能源电站来降低温室气体的的排放。
二、克拉玛依光资源分析
克拉玛依市位于中纬度内陆地区，属典型的温带大陆性气候。干燥少雨冬夏温差大。年平均气温为8.6℃。全年日照以7月份为最多，达302.5小时，12月份为较少， 99.8小时，年均日照小时数2600-3400h，克拉玛依油田多分布于准格尔盆地附近，年均日照时间可达到3200h及以上，年太阳能辐射量5000-6490MJ/m2，蕴含着丰富的太阳能资源，具有太阳能利用的极佳条件，是最适合发展太阳能光伏资源的地区之一，克拉玛依地区光伏资源统计如图2-1。
三 太阳能发电原理
从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。根据油田的分布特征存在集中和分散两种情况，介绍两种系统：离网光伏发电系统，并网光伏发电系统。
1 离网光伏发电系统。离网光伏发电系统是由光伏组件发电，经控制器对蓄电池进行充放电管理，并给直流负载提供电能或通过逆变器给交流负载提供电能的一种新型电源。离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区，广泛应用于环境恶劣的高原、海岛、偏远山区及野外作业，也可作为通讯基站、广告 灯箱、路灯等供电电源。离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、控制器组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天或储存在蓄电池组中，用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力，原理如图3.1。可有效缓解电力短缺地区的需求矛盾。
2 并网光伏发电系统。并网光伏发电系统适用油井相对几种，电力电源稳定且方便入网的区域，并网光伏系统通常由太阳能组件、直流汇流柜、控制器、逆变器、控制器组成。不需要蓄电池组，与电网相连接，实现潮流的联系，原理如图3.2。这种系统通常是控制器和逆变器集成一体化，使用电脑芯片全面控制整个系统的运行，综合利用各种能源达到最佳的工作状态。
四、油田节能改造中的应用
目前根据油田生产的现状以及结合油田数字化系统的建设，给出下面三种方案，对油田生产进行节能改造。
1 前期勘探。由于油田分布的特性，石油勘探人员长期在外，甚至是到偏僻的地方进行地质勘查作业，所带设备的电量往往是有限的，有时不得不因为电源问题反复到一个地方勘测多次，消耗了大量的人力和物力，通过采用离网光伏系统对设备进行有效的充电，可大大减少因电源问题所造成的往返，提高工作效率。应用如图4.1。
2 数字化油田建设。数字化油田建设作为克拉玛依油田节能改造的重要组成部分，油气田开发将进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段。克拉玛依地区夏季温度高，常年大风天气较多，通信电缆常年暴晒容易老化，大风天气容易折断，对通信系统造成威胁，通过建设无线通信系统，可以有效提高通信系统的可靠性。光伏发电系统则可靠有效的为通信系统的中继站供电，无需架设线路供电，提高供电可靠性，节省资源。
3 光伏电站为油区供电。光伏发电直接将太阳能转化为电能，作为一种清洁能源，适合就近将电能利用，提高能源的利用率，用于油田生产，与电网的具体工作原理如下：通过计算得出某一区域的油田生产负荷，建设相应容量的光伏电站，当光伏电站正常运行容量大于油田生产用电的需求时，多余能量反馈给电网供其他负荷使用；当光伏电站发出能量小于油田负荷，负载会同时采用光伏电站以及电网的电能；夜晚光伏电站基本不发出能量，电能均从电网获得。
五、环保及节能分析
太阳能发电，不仅能节约煤炭、石油、天然气等一次性化石能源，还是清洁、无污染的可再生能源，属于一次性投入长期收益的产业，是能源开发的新天地。太阳能的开发和规模化应用，对克拉玛依油田节能改造有着巨大的作用；发电量1万千瓦小时，按照火电计算，可少消耗标准煤4000公斤，减少二氧化碳排出1.26万公斤，减少氧化氮排出87公斤，减少氧化硫排出49公斤，减少微尘颗粒排出3公斤。
六、小 结
绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题，开发新能源，对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视。光伏系统被称为最理想的新能源，作为一种取之不尽，用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，它的效率、性价比将得到提高，它在各个领域都将得到广泛的应用。
参考文献
[1]2008年中国太阳能光伏发电产业分析及投资咨询报告，中国投资咨询网，2008，1
[2]国家电网公司光伏电站接入电网技术规定，国家电网发展（2009）747号文件
[3]赵争鸣.太阳能光伏发电应用【M】，科学出版社2005
[4]吉效科.油田节能技术【M】.中石化出版社，2011
作者简介：刘玉明，男，1985年2月20日出生，主籍吉林，工作单位：中国石油集团工程设计有限责任公司新疆设计院，2008年6月毕业于青海大学电气工程及其自动化专业，目前职称为助理工程师。
关键词：光伏发电；节能改造；数字油田
一、概述
常规能源日益枯竭，温室效应不断加剧，节能减排以及寻求新能源受到越来越多的人的关注，太阳能资源，其具有的广泛性，及可再生性，是目前全世界发展的主要方向。
克拉玛依油田产量持续增长，需要的电力不断上升，而克拉玛依地区的用电主要来源于克拉玛依火力发电厂，以及中小规模的燃气电厂，用电量越大，排放的二氧化碳气体就会越多，为了打造清洁、高效、绿色油田，一方面对油田的生产，运行，监测进行节能改造，另一方面建设新能源电站来降低温室气体的的排放。
二、克拉玛依光资源分析
克拉玛依市位于中纬度内陆地区，属典型的温带大陆性气候。干燥少雨冬夏温差大。年平均气温为8.6℃。全年日照以7月份为最多，达302.5小时，12月份为较少， 99.8小时，年均日照小时数2600-3400h，克拉玛依油田多分布于准格尔盆地附近，年均日照时间可达到3200h及以上，年太阳能辐射量5000-6490MJ/m2，蕴含着丰富的太阳能资源，具有太阳能利用的极佳条件，是最适合发展太阳能光伏资源的地区之一，克拉玛依地区光伏资源统计如图2-1。
三 太阳能发电原理
从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。根据油田的分布特征存在集中和分散两种情况，介绍两种系统：离网光伏发电系统，并网光伏发电系统。
1 离网光伏发电系统。离网光伏发电系统是由光伏组件发电，经控制器对蓄电池进行充放电管理，并给直流负载提供电能或通过逆变器给交流负载提供电能的一种新型电源。离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区，广泛应用于环境恶劣的高原、海岛、偏远山区及野外作业，也可作为通讯基站、广告 灯箱、路灯等供电电源。离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、控制器组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天或储存在蓄电池组中，用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力，原理如图3.1。可有效缓解电力短缺地区的需求矛盾。
2 并网光伏发电系统。并网光伏发电系统适用油井相对几种，电力电源稳定且方便入网的区域，并网光伏系统通常由太阳能组件、直流汇流柜、控制器、逆变器、控制器组成。不需要蓄电池组，与电网相连接，实现潮流的联系，原理如图3.2。这种系统通常是控制器和逆变器集成一体化，使用电脑芯片全面控制整个系统的运行，综合利用各种能源达到最佳的工作状态。
四、油田节能改造中的应用
目前根据油田生产的现状以及结合油田数字化系统的建设，给出下面三种方案，对油田生产进行节能改造。
1 前期勘探。由于油田分布的特性，石油勘探人员长期在外，甚至是到偏僻的地方进行地质勘查作业，所带设备的电量往往是有限的，有时不得不因为电源问题反复到一个地方勘测多次，消耗了大量的人力和物力，通过采用离网光伏系统对设备进行有效的充电，可大大减少因电源问题所造成的往返，提高工作效率。应用如图4.1。
2 数字化油田建设。数字化油田建设作为克拉玛依油田节能改造的重要组成部分，油气田开发将进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段。克拉玛依地区夏季温度高，常年大风天气较多，通信电缆常年暴晒容易老化，大风天气容易折断，对通信系统造成威胁，通过建设无线通信系统，可以有效提高通信系统的可靠性。光伏发电系统则可靠有效的为通信系统的中继站供电，无需架设线路供电，提高供电可靠性，节省资源。
3 光伏电站为油区供电。光伏发电直接将太阳能转化为电能，作为一种清洁能源，适合就近将电能利用，提高能源的利用率，用于油田生产，与电网的具体工作原理如下：通过计算得出某一区域的油田生产负荷，建设相应容量的光伏电站，当光伏电站正常运行容量大于油田生产用电的需求时，多余能量反馈给电网供其他负荷使用；当光伏电站发出能量小于油田负荷，负载会同时采用光伏电站以及电网的电能；夜晚光伏电站基本不发出能量，电能均从电网获得。
五、环保及节能分析
太阳能发电，不仅能节约煤炭、石油、天然气等一次性化石能源，还是清洁、无污染的可再生能源，属于一次性投入长期收益的产业，是能源开发的新天地。太阳能的开发和规模化应用，对克拉玛依油田节能改造有着巨大的作用；发电量1万千瓦小时，按照火电计算，可少消耗标准煤4000公斤，减少二氧化碳排出1.26万公斤，减少氧化氮排出87公斤，减少氧化硫排出49公斤，减少微尘颗粒排出3公斤。
六、小 结
绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题，开发新能源，对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视。光伏系统被称为最理想的新能源，作为一种取之不尽，用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，它的效率、性价比将得到提高，它在各个领域都将得到广泛的应用。
参考文献
[1]2008年中国太阳能光伏发电产业分析及投资咨询报告，中国投资咨询网，2008，1
[2]国家电网公司光伏电站接入电网技术规定，国家电网发展（2009）747号文件
[3]赵争鸣.太阳能光伏发电应用【M】，科学出版社2005
[4]吉效科.油田节能技术【M】.中石化出版社，2011
作者简介：刘玉明，男，1985年2月20日出生，主籍吉林，工作单位：中国石油集团工程设计有限责任公司新疆设计院，2008年6月毕业于青海大学电气工程及其自动化专业，目前职称为助理工程师。