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利用超聲波的數字化石油勘探技術

西門子將醫療領域常用的多種圖像分析技術結合起來，用于探測海底的石油和天然氣資源。其結果是“軟件比專家還要優秀”。

很快，由西門子新開發的名為“海洋圖像處理”的原型軟件將為石油與天然氣勘探節約成本并使其效率提高。這款軟件基于西門子醫療業務所使用的圖像分析算法，經專門設計，可自動評估勘探船采集的超聲波數據。其工作原理是，根據數據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。

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情況，并評估當地的地球物理與地震數據，而這些數據通常是由昂貴的勘探船采集而得的。然而，即使數據表明當地環境與地質結構有利于碳氫化合物的開采，在尚待開發或開發程度較低的區域內部署石油開采系統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的煙流，從而采集更好的碳氫化合物樣本。這個步驟旨在規避鉆干井的風險，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據

直到現在，分析海底超聲波數據或多波束測深（MBES）數據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據進行評估。專家們會創建出勘探船與海底之間的水體的三維模型，并根據勘探船的位置信息和海底地形標識出數據的地理位置。他們還要校正各種影響因素。例如，從發射信號到接收信號，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。在經調整后的圖像上，專家會人工標識出這些難以辨別的氣泡。此后，根據對各項數據的分析，專家們將決定是否需要讓勘探船帶著水下取樣系統進行第二次勘測。

深海診斷

西門子石油與天然氣市場發展部門攜手西門子中央研究院和西門子德萊賽蘭業務的專家，后者與荷蘭殼牌公司的勘探地球科學家合作，共同開發了一套算法，可將上文所述的評估過程自動化，并在記錄數據后迅速給出分析結果。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聯。此外，借助西門子在分析醫療超聲成像方面積累的專業知識，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數據集進行的測試中，海洋圖像處理軟件可以定位出95%的海底天然氣逸出位置。這個結果比人工分析所能實現的不足80%的定位率要更加優秀。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于后續工作的決策。由于勘探船的運行成本高達每天數萬歐元，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，還可以節省大筆資金。

為印度打造可靠的供電系統

印度必須滿足其巨大的用電需求并穩定電網。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。為了實現這一點，西門子正在安裝三套大型無功補償裝置，用于控制電網電壓。這些名為靜止無功補償裝置（SVC）的系統可以提高電網輸電容量并幫助防止斷電。現在，西門子已在印度建造了全球規模最大的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濟增長，還必須解決將數十萬居民與供電系統連接的問題。為此，印度正大力投資可再生能源和高壓直流輸電（HVDCT）技術。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設施。除此以外，印度目前還在對其不堪重負的電網進行現代化改造。政府不僅需要提高電網穩定性以增強供電可靠性，還必須提高電網靈活性以應對可再生能源發電量波動的問題。

提高電網靈活性

電網現代化改造的關鍵是采用柔性交流輸電系統（FACTS）。FACTS包含多種控制系統，可以調節電網中電能的電壓、電流和相位角。它還首次實現了對電網中電力流動的主動調節，并允許電能沿選中的特定輸電線路輸送。這些系統采用最*的電力電子產品，可在數毫秒內提供瞬態功率，以穩定電網電壓、阻尼振蕩并防止其他干擾。通過這種方式，FACTS可以提高電網容量并減少電力中斷。多年來，西門子不僅生產FACTS的所有主要組件，包括變壓器、換流閥、斷路開關和電容器，還可以根據不同需求對FACTS進行設計。

無功功率控制技術

西門子的FACTS產品包括了在印度安裝的靜止無功補償裝置。無功功率是用于產生電場和磁場的電能。它必須與有功功率一起在電網內傳輸。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，印度必須借助相應的解決方案才能按計劃擴張電網。無功功率補償裝置是實現這一點時的關鍵控制設備。電力公司可以用它們來控制電網電壓。補償裝置分為串聯和并聯兩種。串聯系統向電網輸送特定數量的無功功率以提高輸電線路的輸電容量，而SVC是并聯補償裝置，它們主要調節饋入點的電網電壓、提高電網穩定性，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節SVC。高性能讓每個組件都發揮了其技術極限。因此，為了打造這個系統，西門子充分利用了其全面的垂直整合優勢。西門子工程師也因此能夠兼顧眾多因素并實現新系統的優化配置。第二個小一點的SVC在拉賈斯坦邦的Kankroli變電站投入運行，而第三個系統將于今年安裝在查謨-克什米爾邦。