油田配電系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

【摘要】：自從新中國成立以來，我國開發(fā)工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，石油和天然氣產(chǎn)量不斷增長，社會用電量快速增長，配電系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。為了適應(yīng)油氣田項目建設(shè)的發(fā)展和用電負(fù)荷的不斷攀升，就必須對原有配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，本文從配電線路優(yōu)化、無功補(bǔ)償優(yōu)化等環(huán)節(jié)入手，做好配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃工作，使油氣田開發(fā)企業(yè)配電系統(tǒng)取得最大化的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的生存和發(fā)展探索一條新路。

【關(guān)鍵詞】：油田配電系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化；技術(shù)研究

1.研究的目的和意義

電力是石油、天然氣工業(yè)的主要動力，也是完成油氣田生產(chǎn)任務(wù)的重要保證。油氣田配電系統(tǒng)是油氣田建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施和必要的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其建設(shè)的

好壞直接影響到油氣田項目經(jīng)濟(jì)效益、投資環(huán)境的優(yōu)化。各油氣田配電系統(tǒng)與一

般電力用戶不同，它既可以是主網(wǎng)的用電大戶，用電量從幾億千瓦時到上百億千

瓦時不等，又可以是一個完整的獨(dú)立企業(yè)配電系統(tǒng)，并有油氣田企業(yè)內(nèi)部一專門

的部門管理。它主要依靠國家和地方現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)，向各油氣井站供電。油氣田

配電系統(tǒng)直接面向油氣田生產(chǎn)，為油井舉升、油氣田注水、油氣水處理和輸送等

設(shè)備提供動力，是油氣田生產(chǎn)的重要保障系統(tǒng)。

2.油氣田配電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

油氣田企業(yè)主要包括石油、天然氣勘探開發(fā)，采油，天然氣生產(chǎn)，儲運(yùn)集輸

等部門，具有點(diǎn)多、面廣、線長、區(qū)域跨度大、環(huán)境惡劣、開放性生產(chǎn)等特點(diǎn)；

油氣田配電系統(tǒng)是油氣田企業(yè)為適應(yīng)石油、天然氣勘探開發(fā)需要逐步建設(shè)形成的，一個集發(fā)電、輸電、配電、用電為一體的大型企業(yè)電力系統(tǒng)，主要擔(dān)負(fù)油氣田生產(chǎn)和居民生活的發(fā)、供電任務(wù)；油氣田配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)到油氣田企業(yè)的最后一環(huán)，與用戶的聯(lián)系最緊密，對用戶的供電可靠性和供電質(zhì)量的影響也最直接。油氣田配電系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不僅關(guān)系到油氣田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且對提高油氣田企業(yè)內(nèi)部的滿意度和樹立良好的企業(yè)形象有著重要的意義。

2.1.配電線路的研究現(xiàn)狀

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力負(fù)荷的需求量與日俱增，負(fù)荷越來越密集，油氣田配電系統(tǒng)中配電線路的建設(shè)受當(dāng)時環(huán)境限制，線路的線徑小、陳舊老化嚴(yán)重，需要改造的地方多，資金需求量大。這就需要在油田配電系統(tǒng)的配電線路改造過程中，嚴(yán)格控制工程成本，以免造成資金的浪費(fèi)。工程造價是電力線路建設(shè)工程中十分重要的一環(huán)，精確地工程造價估算，是實現(xiàn)電力線路工程經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)的重要手段。事實上，工程造價受多種因素影響，其構(gòu)成復(fù)雜、情況多變、具有較大的模糊性，是一項多變量、非線性的復(fù)雜過程。

2.2.無功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀

由于對電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性—穩(wěn)定配電系統(tǒng)電壓，提高功率因素，增強(qiáng)設(shè)備的使用率，降低有功功率損耗，平衡三項功率等。因此，研究電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償具有重要意義。

目前，造成我國油氣田配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量不合格的原因有：配電系統(tǒng)供電線路的供電半徑太大，無功補(bǔ)償裝置配置較少；因此必須對配電系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償優(yōu)化。同時油田配電系統(tǒng)存在較高的網(wǎng)損率，然而對配電系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償優(yōu)化就是降低網(wǎng)損的一種重要的技術(shù)手段。

3.配電線路優(yōu)化方法研究

隨著油氣田企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用電量的不斷升高，電氣化程度的不斷提高；面對油氣田配電系統(tǒng)至今已經(jīng)運(yùn)行多年，且配電線路的建設(shè)受當(dāng)時環(huán)境限制，線路的線徑小、陳舊老化嚴(yán)重等現(xiàn)狀，為了保證油氣田配電系統(tǒng)改造的合理性、經(jīng)濟(jì)性，而對原有配電系統(tǒng)的配電線路進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化已迫在眉睫。工程造價是配電線路建設(shè)工程中十分關(guān)鍵的一環(huán)，精確的工程造價估算，是實現(xiàn)配電線路工程經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)的重要手段。

3.1.配電導(dǎo)線類型的選擇

3.1.1.進(jìn)行油氣田配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化中，首先要明確配電導(dǎo)線的類型及合理選擇導(dǎo)線截面。電力線路按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜線路，架空線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等組成；電纜線路由導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層等組成。在油氣田配電系統(tǒng)的配電線路中，主要采用的是架空線路。架空線路必須具有非常高的機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)腐蝕能力和良好的導(dǎo)電性能，由于架空線路都是架設(shè)在桿塔上，暴露在空氣中，它要承受自重、風(fēng)力荷載等機(jī)械力的作用以及空氣中各種有害物質(zhì)的侵蝕，受溫度等條件的影響。油氣田配電系統(tǒng)的架空線路導(dǎo)線一般選用鋼芯鋁線，它將鋁線繞在單股或多股鋼線外層作主要載流部分，能克服多股鋁線機(jī)械性能差的缺點(diǎn)；避雷線一般都采用多股鋼導(dǎo)線；架空線路使用的絕緣子分針式和懸式，針式絕緣子使用在電壓不超過 35KV 的線路中，懸式絕緣子用于電壓為 35KV 及以上的線路中；

3.1.2.通過灰關(guān)聯(lián)分析法對系統(tǒng)進(jìn)行分析。在對系統(tǒng)進(jìn)行分析時，我們首先要分析系統(tǒng)內(nèi)各因素之間的關(guān)系，分清影響系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢的主要因素、次要因素；知道哪些因素對系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢影響大，哪些因素對系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢影響小。只有這樣，才能抓住影響系統(tǒng)的主要特征，為系統(tǒng)的分析研究提供必要的基礎(chǔ)。在系統(tǒng)分析中，常采用數(shù)理統(tǒng)計法，如：方差分析、主分量分析、回歸分析等。

3.2.無功補(bǔ)償優(yōu)化方法研究

目前，有關(guān)無功補(bǔ)償優(yōu)化理論研究的方法有：線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法等。油氣田配電系統(tǒng)的無功功率缺額很大，無功補(bǔ)償?shù)呐渲脴O不合格，補(bǔ)償設(shè)備的作用也沒有得到充分的發(fā)揮。因此，在進(jìn)行油氣田配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償時應(yīng)堅持“全面規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡”的原則，開展油氣田配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償優(yōu)化，盡可能實現(xiàn)油氣田配電系統(tǒng)的分層、分區(qū)、分壓、分線就地平

衡。

在油氣田配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時，應(yīng)按分層、分區(qū)并有備用的原則，使無功功率達(dá)到平衡。分層是按電壓等級分層，通過補(bǔ)償使不同電壓等級的配電系統(tǒng)之間的無功潮流盡可能地減少；分區(qū)是按地區(qū)補(bǔ)償，使本地區(qū)的無功功率自行平衡，減少無功功率在配電系統(tǒng)中的傳輸，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定和電壓質(zhì)量。在分區(qū)平衡的基礎(chǔ)上，補(bǔ)償容量應(yīng)具有調(diào)節(jié)能力，以適應(yīng)負(fù)荷變化和保持電壓質(zhì)量。

【結(jié)束語】：本文我們首先對油氣田配電系統(tǒng)優(yōu)化方法的現(xiàn)狀和需求進(jìn)行了分析，并對某地地區(qū)油氣田配電系統(tǒng)的實際情況進(jìn)行了調(diào)查研究，為了避免某地油氣田的重復(fù)建設(shè)和建設(shè)資金的浪費(fèi)，本文從配電線路優(yōu)化、無功補(bǔ)償優(yōu)化等環(huán)節(jié)入手，做好配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃工作，以消除安全隱患，降低損耗提高效率，提高配電系統(tǒng)的供電能力，在保證配電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的前提下滿足油氣田項目的需求，為國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會穩(wěn)定提供可靠保障。

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