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油田配電系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

  
評(píng)論: 更新日期:2015年01月30日

自從新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)開(kāi)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(zhǎng),社會(huì)用電量快速增長(zhǎng),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(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展和用電負(fù)荷的不斷攀升,就必須對(duì)原有配電系統(tǒng)進(jìn)行改造,本文從配電線路優(yōu)化、無(wú)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(kāi)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。
    研究的目的和意義
    電力是石油、天然氣工業(yè)的主要?jiǎng)恿?,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(xiàng)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(shí)到上百億千瓦時(shí)不等,又可以是一個(gè)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(guó)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(dòng)力,是油氣田生產(chǎn)的重要保障系統(tǒng)。
    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(kāi)發(fā),采油,天然氣生產(chǎn),儲(chǔ)運(yùn)集輸?shù)炔块T,具有點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)、區(qū)域跨度大、環(huán)境惡劣、開(kāi)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(kāi)發(fā)需要逐步建設(shè)形成的,一個(gè)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(duì)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(duì)提高油氣田企業(yè)內(nèi)部的滿意度和樹(shù)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(guó)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(lái)越密集,油氣田配電系統(tǒng)中配電線路的建設(shè)受當(dāng)時(shí)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(guò)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(jià)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(jià)估算,是實(shí)現(xiàn)電力線路工程經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)的重要手段。事實(shí)上,工程造價(jià)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(xiàng)多變量、非線性的復(fù)雜過(guò)程。
    2.2.無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀
    由于對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)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(xiàng)功率等。因此,研究電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償具有重要意義。
    目前,造成我國(guó)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(wú)功補(bǔ)償裝置配置較少;因此必須對(duì)配電系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化。同時(shí)油田配電系統(tǒng)存在較高的網(wǎng)損率,然而對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)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。
    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(duì)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(shí)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(duì)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(jià)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(jià)估算,是實(shí)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(guò)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(guò)灰關(guān)聯(lián)分析法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí),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(shì)的主要因素、次要因素;知道哪些因素對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)影響大,哪些因素對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)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(jì)法,如:方差分析、主分量分析、回歸分析等。
    3.2.無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化方法研究
    目前,有關(guān)無(wú)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(dòng)態(tài)規(guī)劃法等。油氣田配電系統(tǒng)的無(wú)功功率缺額很大,無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲脴O不合格,補(bǔ)償設(shè)備的作用也沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。因此,在進(jìn)行油氣田配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“全面規(guī)劃、合理布局、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”的原則,開(kāi)展油氣田配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化,盡可能實(shí)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(shí),應(yīng)按分層、分區(qū)并有備用的原則,使無(wú)功功率達(dá)到平衡。分層是按電壓等級(jí)分層,通過(guò)補(bǔ)償使不同電壓等級(jí)的配電系統(tǒng)之間的無(wú)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(wú)功功率自行平衡,減少無(wú)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。

    本文我們首先對(duì)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(duì)某地地區(qū)油氣田配電系統(tǒng)的實(shí)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(wú)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(xiàng)目的需求,為國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)穩(wěn)定提供可靠保障。
 

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