风光储一体化系统带动抽油机项目设计方案一、项目方案设计目的和意义在风力资源较丰富，而距离输电网络较远的用电地区使用风光储一体化供电系统，可以有效解决生产生活用电问题，而且更重要的是通过这样一个示范性的项目的实施，可以为积极探索新的新能源使用模式积累经验，为清洁能源的使用开辟新路径。
大庆以石油著称，据统计，大庆油田约有8万多口油井，其中功率最低的为5.5kw，功率最高的为75 kw。
大庆地区的风能和太阳能资源很丰富，年平均风速为4.1米/秒。
如果利用风光储系统进行发电，然后供给抽油机工作使用，可大大的利用了自然能源，减少了电能的使用。
在节约费用的同时，还达到了节能的目的。
二、项目的可行性和必要性（1）区域能源结构分析本项目利用可再生能源——风能和太阳能进行发电，没有废水、废气和废渣，不仅可以减少人类对环境的破坏。
同时也优化资源的配置，符合我国现行的能源产业政策。
（2）区域环境的分析当利用风力发电机，太阳能光伏电池板结合储能电池给边远地区油田供电时，可以构成一个非常美观、独特的人文景观，这种景观具有群体性、可观赏性，虽与自然景观有明显差异，不但反映了人与自然结合的完美性，具有明显的社会效益和经济效益。
（3）经济、节能、减排分析并网型方案每台每年节省10万度电，折合燃料发电厂相比，每台每年可以节约标煤39.5吨（火电煤耗按395g/kw.h），同时每台每年可减少燃煤所造成的多种有害物质的排放，其中粉尘约为0.06t/a、CO2为9.9 t/a、NOx为0.4t/a。
此外。
还可以节约用水约62.7t/a。
间歇供电型每台每年可节省3700度电，折合燃料发电厂相比，每台每年可以节约标煤1.46吨（火电煤耗按395g/kw.h），同时每台每年可减少燃煤所造成的多种有害物质的排放，其中粉尘约为0.01t/a、CO2为0.36 t/a、NOx为0.01 t/a。
此外，还可以节约用水约2.31 t/a。
大庆油田抽油机的耗能是一笔很大的能源消耗，如果能在抽油机的耗电上做一些节能减排的方案，将为国家节省很大一笔能源财富。
三、市场需求预测大庆采油九厂所处地区的风能资源比较丰富，现有油井2300多口，其中间歇型油井1162口（抽油机每天开启16小时，关闭8小时）。
最高的抽油机日耗电量是100.8KWh,平均日耗电量是72.0 KWh。
数据表明，利用风能和太阳能进行发电，供给油田抽油机工作，部分取代抽油机的用电量很有价值。
利用绿色可再生能源—风能，减少了油田电能的使用，节约费用的同时还达到了节能、减排的目的。
同时，通过对采油九厂的实地调研，了解到采油九厂对节能项目很重视，并且有专门的节能设计研究所。
2009年已经采用了风光互补路灯项目，目前有专门的项目组负责研究抽油机的节能项目。
采油九厂的节能项目领导介绍，如果我公司的项目能够被实施采用，可按照《能源合同管理》的相关规定进行资金的使用和分配。
通过调研，了解到风光储一体化系统带动抽油机的项目在采油九厂是很有希望的，选择在采油九厂做第一台风光储一体化系统的试点具有很好的基础。
四、技术方案（一）、方案设计依据1、设计思路：从以下两个方面考虑：(1)根据采油九厂超过半数的抽油机均属间歇型抽油，即1162口（抽油机每天开启16小时，关闭8小时）。
最高的抽油机日耗电量是100.8KWh,平均日耗电量是72.0 KWh的实际情况；(2)从新能源综合利用的长远前景来考虑，采用风光储一体化供电方案设计，采用完全取代电网的模式。
根据当地条件，合理设计风力发电和光伏发电，配以恰当的储能装置，给油田设备提供完全满足其正常工作所需的电力供应。
2、设计数据：采油九厂抽油机的功率以15KW的居多520多台，从分布位置及选择上有很大的空间，因此，前期可针对功率为15KW的抽油机，进行具体方案的设计。
目前所用的15KW的抽油机有10型、8型、6型三种型式，具体技术参数为：冲程m（3，2.5，2）、冲次（4.6.8）、功率KW（15）、8级电机转速r/min（750）。
根据以上的设计思路及数据，制定了一拖三的风光储一体化供电方法。
（二）、供电技术方案按照一年中的平均风力状况和太阳能辐射情况设计，风力发电和光伏发电电量除了满足当日抽油机耗电外，能供给蓄电池额外的电力，在连续24小时无风无日照地情况下，蓄电池电力可以维持设备正常工作。
若考虑抽油机本身实际功率比启动功率下降约40%来计算，极端气候下，蓄电池可以维持抽油机正常工作40小时。
由于季节变化而带来的风力资源和日照情况的波动，依靠详细地气象数据来具体设计平衡。
配备的电池系统，完全满足油田抽油机启动时大电流冲击，通过控制系统，可以在启动的瞬间让蓄电池短时大电流放电，节约功率损耗。
图一：东营胜利油田安装图（三）系统技术方案简介：随着昼夜交替，风力也是白天小，夜晚大；不同季节，风资源和太阳资源也存在着冬春季风大，夏秋季阳光照射充裕的规律。
风光储一体化系统将这两种在时面对日益减少的化石能源资源和不断加大的人类社会能源需求的矛盾，再加上由于化石能源大量利用所给我们带来的越来越凸现的环境污染问题，现在已经从国家战略层面提出了大力开发利用可再生新型能源，我们的风光储一体化供电技术就是在这样的大背景下应运而生的。
我们的愿景是：通过我们的这套系统，综合运用当地风能资源和太阳能资源，再加上必要的储能装置，为用户打造稳定、高效的，纯绿色供电电源。
太阳能和风能是目前技术最成熟，已经开始大规模运用的两种最主要的新能源，尤其是风力发电，目前已经基本突破了成本障碍，发展异常迅猛；而由太阳辐射送到地球表面的太阳能，被公认为是人类唯一最终可以依靠的能源，具有蕴含能量总量巨大、无地域限制、维护成本低以及可以与建筑良好结合等优势，前景广阔。
在我国的大多数地区，一天中伴空上具有“波动”性的资源，通过有机的整合，通过高效的系统集成，最大发挥它们“互补”性的特点，将间歇式的风力资源和太阳能资源转换为稳定、优质的电力输出，并且使当地的风与光资源得到最有效、最大化的有效利用。
1、系统配置表3：系统配置明细表：2、系统原理框图：抽油机3、运行技术原理：（1）、将风力发电和光伏发电通过逆变控制器和蓄电池调节，提供平滑的功率输出，完全取代电网。
该系统由风力机（包括塔架）、光伏发电阵列（包括固定支架）、储能电池组、逆变器、智能控制器等组成。
（2）、该系统在风力或者太阳能辐射情况能满足电力供应的情况下，由二者通过逆变控制器直接向抽油机供电，当产生的电力有富余的时候，系统自动开始向蓄电池充电；当风机加上光伏电池板的电力仍不足以给抽油机供电时，蓄电池开始向外放电，通过逆变器和变压器向抽油机提供电力，并且可以保证稳定供应抽油机工作24小时以上。
4、系统已解决的技术难题（1）．已经具有体套可靠高效的风力发电机监测控制系统，通过对发电机组的智能化控制，当风速在一定范围内变化时，仍保证风机有稳定不变的功率输出。
（2）．兆瓦级光伏电站运营管理经验和成熟的逆变控制系统搭建技术。
为将光伏发电和风力发电有机结合，实现“1+1+1〉3”的风光储一体化系统的开发提供技术保障。
（3）．通过与国内、国外近10家各类型储能电池生产厂家的接触，还有国家电力科学院张北风光储输系统以及南方电网深圳1 MW 储能电站技术人员的技术交流，我们对目前国际上的储能系统发展现状，技术状态有比较清晰地认识。
五、 主要硬件投资估算表5：预算列表六、 效益分析（一）、经济效益分析一拖三抽油机风电优先网电补充的供电系统方案，风能发电的供电数量由单独的电表进行计数，这样就可以很方便的计算风力发电机单位时间所产出的电能，有利于评估项目方案的可实施程度。
1、单台功率为25KW 的风力发电机年发电量计算方法及过程：大庆的10米的年平均风速为4.1m/s ，25KW 的风机塔架20米高，年平均风速查《风速随高度变化系数表》系数a=1/7计算风速V=4.51， 根据公式3204p PC V Aρ=，计算风能的有效利用系数， P — 实际获得的输出功率，KW ρ— 空气密度，kg/3mA — 风力发电机的扫掠面积，2m V — 风速， m/s那么，也就是一天24小时，风力发电机实际的工作时间可折合于24×0.17=4.08小时，年发电量为25×4.08×365=37230度2、年发电可获得的利润：37230×0.61=22710.3元3、回收期计算：323200÷22710.3= 14.23年4、根据单台功率15KW的抽油机日平均耗电量62.4度，3台日平均耗电量187.2度，而风力发电机的日平均发电量为117.75度的实际情况，可以充分实现风电优先网电补充的理想供电方式。
（二）、社会效益分析（1）区域环境的分析当利用风力发电机发电供给抽油机使用立风机时，多台风机组合在一起可以构成一个非常美观、独特的人文景观，这种景观具有群体性、可观赏性，虽与自然景观有明显差异，但反应人自然结合的完美性，具有明显的社会效益和经济效益。
（2）区域能源结构分析本项目利用可再生能源——风能进行发电，没有废水、废气和废渣，不仅可以减少人类对环境的破坏。
同时也优化资源的配置，符合我国现行的能源产业政策。
（3）经济、节能、减排分析风电优先网电补充的方案，功率25kw的风力发电机每台每年节省37230度电，折合燃料发电厂相比，每台每年可以节约标煤14吨（火电煤耗按395g/kw.h），同时每台每年可减少燃煤所造成的多种有害物质的排放，其中粉尘约为0.03t/a、CO2为4.9 t/a、NOx为0.2t/a。
此外。
还可以节约用水约31.3t/a。
大庆油田抽油机的耗能是一笔很大的能源消耗，如果能在抽油机的耗电上做一些节能减排的方案，将为国家节省很大一笔能源财富。
大庆地区的风能资源很丰富，平均单位面积风能储量为327瓦，年平均风速为4.1米/秒，年发电量很大。
利用小型风力发电机并网或者离网进行发电，产生的电能供给油田的抽油机工作使用，既大大的利用了自然能源，又减少了油田内部电能的使用。
同时也减少了火力发电的使用量，减少了燃煤量，既起到了环保的效果，又节约了一大笔费用，真正达到了节能的目的。
积极的响应了国家的节能政策，将风力发电机组与抽油机相结合，将绘画出美丽的风景。
七、建议本项目在大庆地区的市场前景广阔，有利于解决油田电力不足及费用支出大的状况，利于降低油田的采油成本，促进油田能源结构调整。
有利于大庆油田的环境保护，改善大气环境的质量，同时为实现2012年以前新能源产业占有一定比例的能源战略目标，找到了一条新途径。
项目符合工业产业化发展的方向，建设条件具体，项目技术成熟，经济效益良好，社会效益和生态环境效益比较显著。