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利用超聲波的數(shù)字化石油勘探技術(shù)

西門子將醫(yī)療領(lǐng)域常用的多種圖像分析技術(shù)結(jié)合起來，用于探測海底的石油和天然氣資源。其結(jié)果是“軟件比專家還要優(yōu)秀”。

很快，由西門子新開發(fā)的名為“海洋圖像處理”的原型軟件將為石油與天然氣勘探節(jié)約成本并使其效率提高。這款軟件基于西門子醫(yī)療業(yè)務(wù)所使用的圖像分析算法，經(jīng)專門設(shè)計，可自動評估勘探船采集的超聲波數(shù)據(jù)。其工作原理是，根據(jù)數(shù)據(jù)生成勘探船與海底之間的水體的三維模型，并識別出水體中含有的氣泡。這些氣泡就是海底存在天然氣的標志。不久前，西門子與殼牌的專家在巴黎舉行的一場會議上展示了這項技術(shù)。

泡泡傳佳音

海底蘊藏著大量天然氣。在探尋近海盆地中的碳氫化合物時，研究人員首先需要考慮地質(zhì)情況，并評估當?shù)氐牡厍蛭锢砼c地震數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)通常是由昂貴的勘探船采集而得的。然而，即使數(shù)據(jù)表明當?shù)丨h(huán)境與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有利于碳氫化合物的開采，在尚待開發(fā)或開發(fā)程度較低的區(qū)域內(nèi)部署石油開采系統(tǒng)仍將面臨巨大的風險。因此，研究人員可以使用高分辨率超聲波探測以識別出水體內(nèi)的煙流，從而采集更好的碳氫化合物樣本。這個步驟旨在規(guī)避鉆干井的風險，而鉆干井的代價可高達1億歐元以上。

石油與天然氣勘探中的超聲波數(shù)據(jù)

直到現(xiàn)在，分析海底超聲波數(shù)據(jù)或多波束測深（MBES）數(shù)據(jù)依然成本高昂且十分費時。通常，勘探船會駛往可能存在石油天然氣儲量的地點，向海底發(fā)射超聲波并記錄反射能量。然后，勘探船就會返回陸地并由專家對數(shù)據(jù)進行評估。專家們會創(chuàng)建出勘探船與海底之間的水體的三維模型，并根據(jù)勘探船的位置信息和海底地形標識出數(shù)據(jù)的地理位置。他們還要校正各種影響因素。例如，從發(fā)射信號到接收信號，勘探船航行了一段距離。在這個過程中，洋流會帶著氣泡偏離其最初逸出的地方。在經(jīng)調(diào)整后的圖像上，專家會人工標識出這些難以辨別的氣泡。此后，根據(jù)對各項數(shù)據(jù)的分析，專家們將決定是否需要讓勘探船帶著水下取樣系統(tǒng)進行第二次勘測。

深海診斷

西門子石油與天然氣市場發(fā)展部門攜手西門子中央研究院和西門子德萊賽蘭業(yè)務(wù)的專家，后者與荷蘭殼牌公司的勘探地球科學家合作，共同開發(fā)了一套算法，可將上文所述的評估過程自動化，并在記錄數(shù)據(jù)后迅速給出分析結(jié)果。軟件可以生成三維模型并將其與GPS定位信息、勘探船航行速度和海底地形等信息相關(guān)聯(lián)。此外，借助西門子在分析醫(yī)療超聲成像方面積累的專業(yè)知識，軟件可以校正圖像以盡可能地減少由陰影等因素造成的錯誤。較為重要的是，它還可以自動標識出天然氣氣泡。

在與殼牌共同利用高分辨率MBES數(shù)據(jù)集進行的測試中，海洋圖像處理軟件可以定位出95%的海底天然氣逸出位置。這個結(jié)果比人工分析所能實現(xiàn)的不足80%的定位率要更加優(yōu)秀。這個原型軟件的速度是人工分析的四倍。這意味著專家們在船上就能較有信心地做出關(guān)于后續(xù)工作的決策。由于勘探船的運行成本高達每天數(shù)萬歐元，利用這個新工具來探尋石油和天然氣將不僅能夠提高效率，還可以節(jié)省大筆資金。

為印度打造可靠的供電系統(tǒng)

印度必須滿足其巨大的用電需求并穩(wěn)定電網(wǎng)。為此，西門子正在安裝三套無功補償裝置，而其中一個是全球強大的無功補償裝置。

西門子正在幫助印度改進電網(wǎng)。為了實現(xiàn)這一點，西門子正在安裝三套大型無功補償裝置，用于控制電網(wǎng)電壓。這些名為靜止無功補償裝置（SVC）的系統(tǒng)可以提高電網(wǎng)輸電容量并幫助防止斷電?，F(xiàn)在，西門子已在印度建造了全球規(guī)模最大的SVC。它可以提供多達1吉無功伏安（GVAr）的無功功率。

印度的用電需求巨大。國家不僅需要支持快速的經(jīng)濟增長，還必須解決將數(shù)十萬居民與供電系統(tǒng)連接的問題。為此，印度正大力投資可再生能源和高壓直流輸電（HVDCT）技術(shù)。HVDCT能夠以很低的損耗遠距離輸送大量電能。西門子已在印度建造了一些大型HVDCT設(shè)施。除此以外，印度目前還在對其不堪重負的電網(wǎng)進行現(xiàn)代化改造。政府不僅需要提高電網(wǎng)穩(wěn)定性以增強供電可靠性，還必須提高電網(wǎng)靈活性以應(yīng)對可再生能源發(fā)電量波動的問題。

提高電網(wǎng)靈活性

電網(wǎng)現(xiàn)代化改造的關(guān)鍵是采用柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）。FACTS包含多種控制系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)中電能的電壓、電流和相位角。它還首次實現(xiàn)了對電網(wǎng)中電力流動的主動調(diào)節(jié)，并允許電能沿選中的特定輸電線路輸送。這些系統(tǒng)采用最*的電力電子產(chǎn)品，可在數(shù)毫秒內(nèi)提供瞬態(tài)功率，以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、阻尼振蕩并防止其他干擾。通過這種方式，F(xiàn)ACTS可以提高電網(wǎng)容量并減少電力中斷。多年來，西門子不僅生產(chǎn)FACTS的所有主要組件，包括變壓器、換流閥、斷路開關(guān)和電容器，還可以根據(jù)不同需求對FACTS進行設(shè)計。

無功功率控制技術(shù)

西門子的FACTS產(chǎn)品包括了在印度安裝的靜止無功補償裝置。無功功率是用于產(chǎn)生電場和磁場的電能。它必須與有功功率一起在電網(wǎng)內(nèi)傳輸。由于輸電線路較長且可再生能源的存在增加了對無功功率的需求，印度必須借助相應(yīng)的解決方案才能按計劃擴張電網(wǎng)。無功功率補償裝置是實現(xiàn)這一點時的關(guān)鍵控制設(shè)備。電力公司可以用它們來控制電網(wǎng)電壓。補償裝置分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種。串聯(lián)系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送特定數(shù)量的無功功率以提高輸電線路的輸電容量，而SVC是并聯(lián)補償裝置，它們主要調(diào)節(jié)饋入點的電網(wǎng)電壓、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，并提高輸電可靠性。

西門子在印度的工廠制造了這三套全新SVC的大部分組件。三套中最大的補償裝置已在印度旁遮普邦的盧迪亞納變電站投入運行。這個新系統(tǒng)的容量尤為驚人，它能夠提供多達1 GVAr的無功功率，是有史以來建造的大的調(diào)節(jié)SVC。高性能讓每個組件都發(fā)揮了其技術(shù)極限。因此，為了打造這個系統(tǒng)，西門子充分利用了其全面的垂直整合優(yōu)勢。西門子工程師也因此能夠兼顧眾多因素并實現(xiàn)新系統(tǒng)的優(yōu)化配置。第二個小一點的SVC在拉賈斯坦邦的Kankroli變電站投入運行，而第三個系統(tǒng)將于今年安裝在查謨-克什米爾邦。