某气田采气井场太阳能供电系统的应用和设计

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1、某气田采气井场太阳能供电系统的应用和设计【摘要】本文通过对太阳能发电系统的介绍，分析了太阳能电源的特点、优势和应用范o由于采气井场一般位于偏远山区，数量庞大、散落分布，用电负荷主要为紧急切断阀、井场RTU等小负荷，且一般为直流供电要求，而就近电源缺乏或无电源。太阳能电源的优势可以在此充分发挥。本文结合延长气田地面集输工程中采气井场的供配电设计，详细分析介绍了太阳能电源在偏远山区、电源匮乏地区采气井场的应用和设计。【关键词】采气井场；太阳能电源；RTU；防雷随着生活水平的不断提高，人类对能源的需求与日俱增近几年，世界每

2、年的能源消费约为10TW,预计在2050年达到30TWo目前我国主要的电力来源依旧是火力发电，而我国的煤炭储量仅能再维持30年。能源的短缺与温室效应的加剧，太阳能光伏发电作为一种清洁能源已经受到世界各国的重视。我国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤的能量，相当于上万个三峡电站的电量，太阳能将是解决中国能源（包括能源环境问题）的最终有效途径之一。因此加大太阳能供电系统在实际工程中的合理应用是缓解能源短缺问题和环境问题的有效手段。而太阳能供电系统在不同环境条件和用电

3、状况下的应用和设计就显得尤为关键。1.太阳能电源系统概述1.1太阳能供电系统的结构与功能太阳能供电系统（图1-1）是由太阳能电池组件、蓄电池组、控制器、逆变器（输出交流）等组成的可以独立作为电源给用电负荷供电的成套系统。各部分的功能主要是：2.1自然环境条件延长气田位于陕西省，地处鄂尔多斯盆地。延长气田延气2-延128井区为典型的黄土高原区，海拔900m〜1600m。黄土覆盖几十米至300米，沧海桑田，长期自然力的侵蚀，形成复杂的山高、坡陡、梁、沟等最具高原特征的地形地貌。先导试验区周边地形起伏较大，管道敷设途经山地

4、、沟壑、河谷、村庄、林地、农田等。该区属半干旱大陆性季风气候，四季分明、日照充足、昼夜温差大，具有春季多风、夏季温热、秋季富雨、冬季干旱的特点。年平均气温7.7〜10.6°C之间，年平均风速1.3〜3.3m,最大冻土深度0.80m左右。多年平均降水量562.1mm,最大871.2mm,最小330mm。降水量年内分配极不均匀。年平均日照时数为2300〜2700h,年平均日照总幅射量为16.9〜132.2kcal/cm2,具有丰富的太阳能资源，为太阳能供电系统在该地区的使用提供了非常有利的条件。2.2井场电气设计范围延长

5、气田延2-延128地面集输工程，本次新增392口气井，电专业的设计范围包括：(1)为各气井井口RTU系统、井口通信系统、紧急关断阀等用电负荷配电。(2)井口设施的防雷、防爆、防静电设计。(3)井口防爆区域的划分。本文主要阐述了太阳能供电系统在延长气田井场的应用和设计，为井口用电负荷提供可靠电源。3.井场太阳能供电系统的应用和详细设计3.1井场太阳能供电系统的应用。由于本工程采气井场一般位于偏远山区，数量庞大、散落分布，用电负荷主要为紧急切断阀、井场RTU等小负荷，且为直流供电要求，而附近电源缺乏或无电源，就近取电非常

6、困难。所以本次设计采用太阳能供电系统为井口负荷供电。3.2井场太阳能供电系统方案详细设计3.2.1基本设计原则：(1)根据安装地点太阳能资源具体情况和负载耗电量,确定太阳能发电容量。(2)保障所有用电负荷的正常运行。(3)环保、经济、实用、安全、可靠。3.2.2井场太阳能供电系统组件的选型井场太阳能供电系统的应用场所主要在偏远的延安山区内，气候条件相对恶劣，所以工程应用中所选太阳能系统组件的要求更为严格。所选太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池等应能满足在当地气象极端的温度、大风、雨天等条件下能正常的工作，保障用电负荷的

7、运行，不影响生产。一、太阳能电池组件：（1）基本硬件要求：太阳能电池应能够提供足够的机械强度，使太阳能电池组件能经受运输、安装和使用过程中发生的冲击、震动等产生的应力，能够经受住冰雹的单击力；具有良好的密封性，能够防风、防水、隔绝大气条件下对太阳能电池片的腐蚀；具有良好的电绝缘性能；抗紫外线能力强；太阳能电池片连接可靠；工作寿命长,要求太阳能电池组件在自然条件下能够使用20年以上。在满足前述条件下，封装成本应尽可能低。太阳能电池组件硬件构成及要求：①.钢化玻璃，其作用为保护发电主体（如电池片），要求透光率必须高（一般

8、91%以上）且超白钢化处理。②.EVA胶膜，主要用来粘结封装发电主体和背板、粘结固定钢化玻璃和发电主体的，要求透明性好，抗老化性强。组件厂家的层压工艺如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。③.电池片发电主体，主要有晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片。晶体硅太阳能电池片，设备成本相对较低，