石油和天然气钻井技术正缓慢而稳步地慢慢从浮动平台迁移到海底。抽水机几十年前就搬到了那里。最近，压缩机（提高井内压力以保持气体流动）和分离器（将油与水和淤泥隔离）已经迁移到黑暗的深处。

把这台设备放在离井更近的地方，可以提高生产效率和能源效率。一些石油和天然气公司甚至希望建造海底工厂，直接在海底开采和加工石油和天然气。这些工厂将免受冰山和飓风等危险。它们将被远程控制，从而降低劳动力成本。一些人认为，最终海上平台可能会被完全淘汰。

然而，所有这些沉没的齿轮都需要电力。如今，运营商通常将电力线从附近石油钻井平台上的发电厂或柴油发电机连接到他们安装的每一台海底设备上。对于一些机器来说，这是可行的，但是把几十根脐带缆（众所周知）连到海底是不切实际的。

行业供应商ABB和西门子正在对世界上第一个海底配电站的竞争版本进行收尾。一旦安装，这些发电站将通过一条单线连接到“上部”的发电机、风力发电机或发电站，并将电力重新分配给水下设备。“我们的技术是水下工厂的一项使能技术，”西门子水下动力部门负责人Bjørn Rasch说。

这两个项目都已开工五年多。ABB将在6月完成其最后一轮测试，并预计在2020年安装其第一个海底电力系统。西门子去年11月在挪威的浅水区测试了它的版本，现在正与客户讨论将其第一台机组投入该领域。Rasch说：“我们正在接近将这项技术实际部署到实际项目中的位置。”

西门子的model，该公司称之为海底电网，由一个变压器、一个中压开关设备和一个变速驱动器组成。它的配电电压约为30kV，而它的变速驱动输出电压为6.6kV。该系统可以为额定功率在(1~15)MW之间的设备供电。连接到发电站的脐带电缆还包括一根嵌入式光缆，这样运营商就可以远程运行所有设备。

Rasch说，建造这个电站最困难的部分之一就是确保它能承受海底的高压。工程师们没有将所有的设备封装在一个加压的容器中，而是用一种叫做midel的合成液体注入电力设备。设备内的这种可生物降解液体与海水保持相同的压力，从而减轻压力。流体还通过将热量从设备传递到寒冷的海水被动冷却设备。

Chevron、Eni Norge、Equinor和ExxonMobile都与西门子合作进行该项目。ABB和Siemens的下一步将是在一个活跃生产地点提供第一个安装模型。

休斯顿大学（University of Houston）海底工程教授、海洋设计与咨询公司Technipfmc新兴技术主管Brian Skeels曾多次尝试将技术“浸泡”在水下工作。热处理是一个常见的绊脚石。如果水不能在设备周围自由流动，它产生的热量会促使海洋生物在设备上生长，从而缩短设备的寿命。斯凯尔斯警告说：“在浅水中可能工作的东西，在深水中可能不工作。”

这两个系统预计都能在3000m的深度下工作，并能在最少维护的情况下运行30年。而在其工作到尾声时，这些单元可以从海底移除。

配电中心将只是未来任何一家海底工厂的一部分，这一愿景已经吸引了该行业十多年。Skeels说，未来的水下生产很大程度上取决于这些项目是否能为该行业带来比消耗更多的价值。2014年油价暴跌时，对海底生产的投资枯竭。展望未来，斯凯尔斯认为，这项技术对于距离其他设施160多公里的偏远油井具有最大的潜力。

壳牌公司深水技术数字化负责人Hani Elshahawi表示，在海底随时可用电力显然有好处。但他认为，在不久的将来，海底工厂不会取代所有平台活动，也不会取代任何平台活动。“在我看来，这需要几十年，”他说。“我们预计会有一个更为渐进和漫长的过渡。”

然而，对于西门子来说，该行业对海底工厂的愿景似乎并不像以前那么遥远。“许多公司都有众多技术，并已经到位或即将到位，” 他说，“这可以在不久的将来实现，这是肯定的。”

（来源：my Nordrum，IEEE电气电子工程师学会）

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