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攻克難題,中控技術(shù)UCS助力國家天然氣儲氣庫重點項目實現(xiàn)“一鍵自動注采切換”

http://www.debgrams.com 2025-10-29 15:22 來源:中控技術(shù)

近日,央視新聞頻道報道了我國首座鹽穴儲氣庫——國家管網(wǎng)集團儲能公司金壇儲氣庫,已完成擴能。此次擴能使其日注氣能力增幅60%、日調(diào)峰采氣能力增長2倍、應(yīng)急保障能力提升80%,實現(xiàn)了運行效能的跨越式提升,顯著增強了注采吞吐能力,對提升長三角區(qū)域天然氣調(diào)峰與應(yīng)急保供水平具有重要意義。

該項目采用了中控技術(shù)自主研發(fā)的通用控制系統(tǒng)UCS(UniversalControl System),在國內(nèi)首次實現(xiàn)“一鍵自動注采切換”,成功助力客戶攻克10MPa大壓差遠(yuǎn)程平壓調(diào)節(jié)、超大規(guī)模流程一鍵啟停(10000點I/O規(guī)模)等技術(shù)難題,注采方案生成時長由小時級變革為分鐘級,注采切換速率提升4倍,人員工作效率提升70%,為我國大型能源基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級樹立了可復(fù)制的技術(shù)范本。

該項目通過了中國通信學(xué)會關(guān)于“智能注采關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”的科技成果鑒定。專家組一致認(rèn)定該項目在儲氣庫以及深地儲能等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景,整體技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。在智能控制系統(tǒng)架構(gòu)、注采切換控制路徑、流程優(yōu)化方法等方面有原創(chuàng)性成果,達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

UCS系統(tǒng)突破控制瓶頸

六大創(chuàng)新實現(xiàn)全程智能化

傳統(tǒng)注采切換流程存在三大痛點:一是流程復(fù)雜,二是耗時冗長,三是人工依賴度高。這些問題制約了鹽穴儲氣庫“隨注隨采、大注大采”優(yōu)勢的發(fā)揮,難以滿足應(yīng)急調(diào)峰與高效運營需求。UCS的應(yīng)用成功了助力該項目全程智能化:

多系統(tǒng)整合,告別來回切換

將數(shù)據(jù)監(jiān)控、工藝控制、緊急保護等系統(tǒng)整合至統(tǒng)一平臺,實現(xiàn)全流程自動操作。通過UCS系統(tǒng)整合的57套控制系統(tǒng)資產(chǎn),以“軟件定義、全數(shù)字化、云原生”等獨有技術(shù)實現(xiàn)了跨站場、跨設(shè)備的大規(guī)模協(xié)同優(yōu)化控制,支持權(quán)限分級與數(shù)據(jù)同步,兼顧效率與安全。

動態(tài)適配,擺脫固定套路

改變傳統(tǒng)式按固定步驟切換導(dǎo)致的壓力波動、設(shè)備空轉(zhuǎn),采用基于實時工況動態(tài)調(diào)整設(shè)備動作,內(nèi)置多種參數(shù)模板,實現(xiàn)“一鍵切換、動態(tài)優(yōu)化”,避免壓力波動和設(shè)備空轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)決策,跳出經(jīng)驗依賴

綜合工藝、地質(zhì)、管網(wǎng)等多維數(shù)據(jù),結(jié)合歷史運行記錄,通過算法自動生成最優(yōu)切換策略,以軟件定義和全數(shù)字化能力,推動系統(tǒng)從依賴人工經(jīng)驗轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動決策,提升操作的科學(xué)性與可靠性。

設(shè)備協(xié)同,破解“各自為戰(zhàn)”

一鍵指令實現(xiàn)注采井、壓縮機、閥門等設(shè)備的高效同步控制,并將閥門反應(yīng)速度從“秒級”提至“百毫秒級”。依托“云-網(wǎng)-端”極簡模式實現(xiàn)全域管控,壓縮機一鍵即可完成啟停,設(shè)備之間配合更加默契。

全局可視,打破“顧此失彼”局面

改變傳統(tǒng)“局部沒問題,全局出偏差”的情況,通過新的“一張圖”整合工藝、地質(zhì)、氣象等多源數(shù)據(jù),實現(xiàn)全局可視化監(jiān)控,支撐更全面、更精準(zhǔn)的調(diào)度決策。

模塊適配,避免重復(fù)開發(fā)

鹽穴、枯竭氣藏等不同類型儲氣庫特性差異大,單獨開發(fā)切換系統(tǒng)耗時、費錢。現(xiàn)采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化功能模塊設(shè)計,便于在不同類型儲氣庫中快速適配部署,顯著降低系統(tǒng)開發(fā)成本與周期。項目以創(chuàng)新性的“測試論證-功能實測”模式,先通過生產(chǎn)支撐網(wǎng)完成數(shù)據(jù)采集與組態(tài)開發(fā),再利用3天注采間歇期完成工控網(wǎng)部署,實現(xiàn)生產(chǎn)與升級“零沖突”。

國家管網(wǎng)項目相關(guān)負(fù)責(zé)人對中控技術(shù)UCS系統(tǒng)給予高度評價,認(rèn)為其“不僅實現(xiàn)了技術(shù)突破,更在實際運行中展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和適應(yīng)性,為儲氣庫的智能化運營樹立了新標(biāo)桿。”

金壇儲氣庫項目的成功投運,是國產(chǎn)控制系統(tǒng)在超高復(fù)雜度能源場景下的一次重要突破。目前,基于金壇項目的成功經(jīng)驗,中控技術(shù)已啟動將該系統(tǒng)推廣至國家管網(wǎng)集團投資建設(shè)的國家"十四五"規(guī)劃重點項目文23儲氣庫(二期)等油氣藏型儲氣庫的計劃。后續(xù),中控技術(shù)將結(jié)合時間序列大模型TPT(Time-series Pre-trained Transformer),以全自主運行工廠系統(tǒng)FAP(Fully Autonomous Plant)深化在能源儲運、化工、電力等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的智能化實踐,助力我國構(gòu)建安全、高效、韌性十足的現(xiàn)代能源體系。

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