一种FPSO发电机组效率优化匹配方法与流程

本发明涉及海洋工程中的fpso能源优化方法，尤其涉及一种fpso发电机组效率优化匹配方法。

背景技术：

1、随着油田不断开发，如何减小fpso的发电机组的能耗成为降低fpso运行成本的一大问题。fpso上的发电机组由主发电机组、基本发电机组和应急发电机组组成。其中主发电机组与基本发电机组为高压发电机组，应急发电机组为低压发电机组。30万吨fpso船主发电机组通常采用双燃料发电机组，或采用蒸汽透平发电机组，装机功率在2*40mw左右。基本发电机组则采用船用柴油发电机组，装机功率在2*2750kw左右。应急发电机组为轻质柴油发电机组，装机功率1500kw左右。

2、在fpso实际运行过程中，有着不同的运行工况，与之对应的是不同的功率需求。在以往的实际工程运用中，面对复杂工况下，波动较大的功率需求，大多采用各发电机组满功率运行的策略，这就导致在较小功率需求下，存在发电机组提供功率过剩的情况，也就造成了发电机组能源浪费的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种实现整体能耗最低的fpso发电机组效率优化匹配方法。

2、本发明的一种fpso发电机组效率优化匹配方法，包括以下步骤：

3、步骤一、建立fpso上各发电机组的效率模型，运用最小二乘法拟合得到每个发电机组输出功率与能耗模型的求解矩阵，如下：

4、

5、xi,j表示j号发电机组在实际生产过程中第i种情况下的输出功率值，yi,j表示在xi,j情况下的能耗值，xi,j，yi,j均为从实际生产过程中获取的数据；

6、其中i表示实际生产过程中第i种情况，取值为i＝1、2、3……n，n为实际生产过程中出现的情况总数；j表示生产过程中第j号发电机组，取值为j＝1、2、3……m，m为实际生产过程中发电机组的总数；a0,j,a1,j,…,ak,j为xi,j的多项式系数，k为多项式的最高次数；

7、步骤二、将所述的矩阵在python软件中进行编程，通过python求解，解得a0,j,a1,j,…,ak,j的值，得到每个发电机组能耗yj与输出功率xj的拟合曲线，拟合曲线公式为：

8、

9、步骤三、建立各发电机组的输出功率值与fpso总能耗之间的函数关系，即fpso发电机组的整体效率分析简化模型公式如下：

10、

11、整体效率分析简化模型为(j-1)元k次函数；

12、其中，y表示fpso上所有发电机组的总能耗，xj表示第j号发电机组的输出功率值；p表示fpso所有发电机组的输出功率总量；a0,j,a1,j,…,ak,j为第j号发电机组输出功率值xj的多项式系数；xj为函数自变量，y为函数因变量；

13、步骤四、在matlab中建立fpso发电机组的整体效率分析简化模型公式，采用粒子群算法对其分析求解，得到输出函数y最小时的自变量xj值；

14、步骤五、将步骤四得到的xj的值，即第j号发电机组的输出功率值作为效率优化后的方案输出。

15、本发明的有益效果是：在满足fpso正常功率需求的情况下，能够使各发动机组的能源消耗之和最低，实现能源使用效率最大化，减少运行成本。

技术特征：

1.一种fpso发电机组效率优化匹配方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种FPSO发电机组效率优化匹配方法，步骤为：建立FPSO上各发电机组的效率模型，及多项式函数，运用最小二乘法拟合得到每个发电机组输出功率与能耗模型的求解矩阵；将所述的矩阵在python软件中进行编程，通过python求解得到多项式函数的各项系数；建立各发电机组的输出功率值与FPSO总能耗之间的函数关系，即FPSO发电机组的整体效率分析简化模型公式；在matlab中建立FPSO发电机组的整体效率分析简化模型公式，采用粒子群算法对其分析求解，得到总能耗最低的情况下，各个发电机组的功率；将上一步得到的各个发电机组的功率，作为效率优化后的方案输出。采用本方法可以实现整体能耗最低。

技术研发人员：李红丽,王永伟,李春雨,陈肖平,李云鹏
受保护的技术使用者：天津博迈科海洋工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14