ЦЕЛЬ

probener

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Power engineering: research, equipment, technology

1998-99032658-5456

Kazan State Power Engineering University

10.30724/1998-9903-2021-23-6-66-86

probener-2056

Research Article

ЭНЕРГЕТИКА

POWER ENGINEERING

Анализ структуры и энергетических параметров электротехнического комплекса газового промысла №1 ООО «Газпром добыча Ямбург»

Analysis of the structure and energy parameters of the electrical complex (EC) of gas complex №1 «Gazprom dobycha Yamburg» LLC

Масков

Л. Р.

Maskov

L. R.

аспирант

Казань

Kazan

maskov.linar@mail.ru

Корнилов

В. Ю.

Kornilov

V. Y.

д-р техн. наук, профессор кафедры «Приборостроение имехатроника»

Казань

Kazan

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation

2021

30032022

2366686

2022

Масков Л.Р., Корнилов В.Ю.

Maskov L.R., Kornilov V.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.energyret.ru/jour/article/view/2056

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Рассмотреть структуру централизованной и автономной системы электроснабжения газового промысла (ГП) №1 ООО «Газпром добыча Ямбург». Выполнить расчет энергетических показателей (потребляемая активная, реактивная и полная мощность, коэффициенты мощности, коэффициенты реактивной мощности) для каждой секции шин (СШ) комплектно-трансформаторных подстанций (КТП) по ваттметрограммам, снятыми электромеханическими счетчиками на линейных ячейках закрытого распределительного устройства (ЗРУ) в течение календарного года. Рассчитать пиковый ток группы электроприемников (ЭП) для СШ каждой КТП. Разработать структурную динамическую схему централизованной и автономной системы электроснабжения. Определить основные элементы электротехнического комплекса (ЭТК) из разработанной структурной схемы, в которых происходят потери электрической мощности. Провести анализ особенностей функционирования и коэффициента загрузки автономной системы электроснабжения от дизельных электростанций (ДЭС) по схемам: «один генератор – обособленная группа электропотребителей» (ЭТК-1), единый центр генерации с каскадной (кольцевой) схемой включения (ЭТК-2). Сравнить годовой расход топлива ДЭС c ЭТК-2 и ЭТК-1 по месячным коэффициентам загрузки.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся приближенный метод определения энергетических показателей электрических нагрузок на каждой СШ КТП и коэффициентов загрузки дизельных электростанций по показаниям активной мощности (ваттметрограммам) за рассматриваемый период.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены особенности построения и функционирования ЭТК газового промысла централизованной и автономной системы электроснабжения. Произведен приближенный расчет энергетических параметров для СШ КТП установки комплексной подготовки газа (УКПГ) и дожимной компрессорной станции (ДКС) по показаниям потребляемой активной мощности в течение рассматриваемого периода. В данной статье рассмотрены топливно-энергетические характеристики и особенности функционирования ДЭС. Рассчитаны месячные и годовые средневзвешенные коэффициенты загрузки и определены пиковые токи группы ЭП для каждой ДЭС. Произведен расчет годового расхода топлива ДЭС с ЭТК-1 и ЭТК-2 по месячным коэффициентам загрузки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате анализа структуры и энергетических характеристик выявлены особенности функционирования централизованной и автономной системы электроснабжения, которые определяют недостатки, требующие дальнейшего исследования и изучения, с последующей разработкой комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности ЭТК.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Consider the structure of the centralized and autonomous power supply system for gas field (GF) №1 of «Gazprom dobycha Yamburg» LLC. Perform the calculation of the main energy indicators (consumed active, reactive and apparent power, power factors, reactive power factors) for each section of busbars (SB) of complete transformer substations (CTS) according to wattmetrograms taken by electromechanical meters on the linear cells of closed switchgear (CS) during a calendar year. Calculate the peak current of a group of electric receivers (ER) for each CS CTS. To analyze the features of the functioning and the load factor of the autonomous power supply system from diesel power plants (DPP) according to the schemes: “one generator - a separate group of electrical consumers” (EС-1) and a single generation center with a cascade (ring) switching circuit (EС-2). Compare the annual fuel consumption of diesel power plants with EС-1 and EС-2 by monthly load factors.

METHODS

METHODS. When solving the problem, an approximate method was used to determine the energy indicators of electrical loads at each CS CTS and the load factors of DPP according to the readings of active power (wattmetrograms) for the period under consideration.

RESULTS

RESULTS. The article describes the relevance of the topic, considers the features of the construction and functioning of the EC for a centralized and autonomous power supply system. An approximate calculation of the energy parameters at the each CTS SB of the integrated gas treatment plant (IGTP) and the booster compressor station (BCS) was made based on the readings of the active power consumed during the period under consideration. This article discusses the fuel and energy characteristics and features of the functioning of DPP. The monthly and annual weighted average load factors were calculated and the peak currents of the ER group were determined for each DPP. The calculation of the annual fuel consumption of DPP with EС-1 and EС-2 has been made according to monthly load factors.

CONCLUSION

CONCLUSION. As a result of the analysis of the structure and energy characteristics, the features of the functioning of the centralized and autonomous power supply system were revealed, which determine the range of problems and shortcomings that require further research and study, with the subsequent development of a set of measures to improve the energy efficiency of the EC.

структурная динамическая схема ЭТК ГПрасчет электрических нагрузок по ваттметрограммамвыражения для определения потерь мощности в элементах ЭТК (ЭТК-1)центр генерации (ЭТК-2)средневзвешенный коэффициент загрузки для ДЭСудельный расход топлива ДЭС

structural dynamic scheme of EC GFcalculation of electrical loads for wattmetrogramsexpressions for determining the power losses in the elements of EС (EС-1)generation center (EС-2)weighted average load factor for diesel power plants (DPP)specific fuel consumption of DPP

References1

Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 1984. 416 с.

Men'shov BG, Sud II. Elektrotekhnicheskie ustanovki i kompleksy v neftegazovoi promyshlennosti. Moscow: Nedra; 1984.

Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности.М.: Недра, 2000. 72с.

Men'shov BG, Ershov MS, Yarizov AD. Elektrifikatsiya predpriyatii neftyanoi i gazovoi promyshlennosti. Moscow: Nedra; 2000.

Шклярский Я.Э., Замятина Е.Н., Замятин Е.О. Оценка энергетической эффективности электротехнического комплекса. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 3. С. 339-347.

Shklyarskii YaE, Zamyatina EN, Zamyatin EO. Otsenka energeticheskoi effektivnosti elektrotekhnicheskogo kompleksa. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2020; 3: 339-347.

Ершов М.С., Конкин Р.Н. Определение параметров источников питания электротехнических комплексов с электродвигательной нагрузкой. В сборнике: Культура, наука, образование: проблемы и перспективы. Материалы VI международной научно-практической конференции. 2017. С. 130-133.

Ershov MS, Konkin RN. Opredelenie parametrov istochnikov pitaniya elektrotekhnicheskikh kompleksov s elektrodvigatel'noi nagruzkoi. V sbornike: Kul'tura, nauka, obrazovanie: problemy i perspektivy. Materialy VI mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. 2017. pp. 130-133.

Козярук А.Е. Энергоэффективные электротехнические комплексы горнодобывающих и транспортных машин. Записки Горного института. 2016. Т. 218. С. 261-269.

Kozyaruk AE. Energoeffektivnye elektrotekhnicheskie kompleksy gornodobyvayushchikh i transportnykh mashin. Zapiski Gornogo instituta. 2016; 218:261-269.

Ortega A., Milano F. Generalized model of vsc-based energy storage systems for transient stability analysis // IEEE Transactions on Power Systems. 2016. V. 31, no. 5. pp. 3369–3380.

Ortega A, Milano F. Generalized model of vsc-based energy storage systems for transient stability analysis. IEEE Transactions on Power Systems, 2016; 31(5): 3369–3380.

Jain A., Biyik E., Chakrabortty A. A model predictive control design for selective modal damping in power systems in Proc. of American Control Conference, 2015, pp. 4314–4319.

Jain A, Biyik E, Chakrabortty A. A model predictive control design for selective modal damping in power systems. In Proc. of American Control Conference, 2015, pp. 4314–4319.

Xiaodong Liang. Innovative design and feasibility study for a subsea electrical submersible pump system. 2016 IEEE/IAS 52nd Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference (I&CPS). Conference Paper. Publisher: IEEE. Date of Conference: 1-5 May 2016.

Hussain A. Hussain, Bahareh Anvari, Hamid A. Toliyat. A control method for linear permanent magnet electric submersible pumps in a modified integrated drive-motor system. 2017 IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC). Conference Paper. Publisher: IEEE. Date of Conference: 21-24 May 2017.

Lucio Steckling, Marcelo Lobo Heldwein. Model-Based Synchronous Optimal Modulation for Three-Level Inverters Applied to Electrical Submersible Pumps Systems. PCIM Europe 2019; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. Publisher: VDE. Date of Conference: 7-9 May 2019.

Xiaodonz Liang, Ahmad El-Kadri. Factors Affecting Electrical Submersible Pump Systems Operation. 2018 IEEE Electrical Power and Energy Conference (EPEC). Conference Paper. Publisher: IEEE. 10-11 Oct. 2018.

Xiaodong Liang, Omid Ghoreishi, Wilsun Xu. Downhole Tool Design for Conditional Monitoring of Electrical Submersible Motors in Oil Field Facilities // IEEE Transactions on Industry Applications. 2017. V. 53. N 3. pp. 3164-3174.

Xiaodong Liang, Omid Ghoreishi, Wilsun Xu. Downhole Tool Design for Conditional Monitoring of Electrical Submersible Motors in Oil Field Facilities. IEEE Transactions on Industry Applications. 2017; 53 (3): 3164-3174.

Jorge Andrés Prada Mejía, Luis Angel Silva, Julián Andrés Peña Flórez. Control Strategy for Oil Production Wells with Electrical Submersible Pumping Based on the Nonlinear Model-Based Predictive Control Technique // 2018 IEEE ANDESCON. Conference Paper. Publisher: IEEE. Date of Conference: 22-24 Aug. 2018

Ramli, M. A. M, Hiendro A., Twaha S. Economic analysis of PV/diesel hybrid system with flywheel energy storage // Renew. Energy. 2015. V. 78. pp. 398-405.

Ramli M.A.M, Hiendro A, Twaha S. Economic analysis of PV/diesel hybrid system with flywheel energy storage. Renew. Energy. 2015; 78:398-405.

Ершов М.С., Жалилов Р.Б. Моделирование надежности систем электроснабжения с автономными источниками питания. В сборнике: Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики в 2-х книгах. 2019. С. 353-361.

Ershov MS, Zhalilov RB. Modelirovanie nadezhnosti sistem elektrosnabzheniya s avtonomnymi istochnikami pitaniya. V sbornike: Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol'shikh sistem energetiki v 2-kh knigakh. 2019. pp. 353-361.

Савенко А.Е., Савенко С.Е. Работа многогенераторного автономного электротехнического комплекса. Материалы 3 Международной научно-практической конференции «Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли». Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт. 2018. С. 465-469.

Savenko AE, Savenko SE. Rabota mnogogeneratornogo avtonomnogo elektrotekhnicheskogo kompleksa. Materialy III Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Dostizheniya, problemy i perspektivy razvitiya neftegazovoi otrasli». Al'met'evsk: Al'met'evskii gosudarstvennyi neftyanoi instituta. 2018. pp. 465-469.

Gorodnov A.G., Kornilov V.Yu., Abdulhy Al-Ali M.A. The methodology for design of autonomous power supply system of oil producing company optimized on length and number of generation centers // Power engineering: research, equipment, technology. 2020. V. 22. N1. pp. 69-76.

Gorodnov AG, Kornilov VYu, Abdulhy Al-Ali MA. The methodology for design of autonomous power supply system of oil producing company optimized on length and number of generation centers. Power engineering: research, equipment, technology. 2020. 22 (1): 69-76.

Abdulhy Al-Ali M.A., Kornilov V.Yu., Gorodnov A.G. Optimized the performance of electrical equipment in gas separation stations (Degassing station ds) and electrical submersible pumps of oil equipment for oil Rumaila field // Power engineering: research, equipment, technology. 2019. V.21. N (1-2). pp. 141-145.

Abdulhy Al-Ali MA, Kornilov VYu, Gorodnov AG. Optimized the performance of electrical equipment in gas separation stations (Degassing station ds) and electrical submersible pumps of oil equipment for oil Rumaila field. Power engineering: research, equipment, technology. 2019. 21. (1-2): 141-145.

Abdulhy Al-Ali M.A., Kornilov V.Y., Gorodnov A.G. Optimal operation of electrical power generators for wells operated by artificial lifting at Rumaila field. // Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2018. V.20. N (11-12). pp. 127-132.

Abdulhy Al-Ali MA, Kornilov VY, Gorodnov AG. Optimal operation of electrical power generators for wells operated by artificial lifting at Rumaila field. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2018; 20(11-12):127-132.

Мваку У.М., Корнилов В.Ю. Электротехнические комплексы технологических комплексов основного оборудования эксплуатации скважин // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2013. № 1 (16). С. 34-46.

Mvaku UM, Kornilov VYu. Elektrotekhnicheskie kompleksy tekhnologicheskikh kompleksov osnovnogo oborudovaniya ekspluatatsii skvazhin. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2013. 16 (1):34-46.

Городнов А.Г. Оценка энергоэффективности электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия с автономной системой электроснабжения // Инновационная наука в глобализующемся мире. 2020. № 1 (7). С. 30-31.

Gorodnov AG. Otsenka energoeffektivnosti elektrotekhnicheskogo kompleksa neftedobyvayushchego predpriyatiya s avtonomnoi sistemoi elektrosnabzheniya. Innovatsionnaya nauka v globalizuyushchemsya mire. 2020. 7 (1):30-31.

Радкевич В. Н. Проектирование систем электроснабжения / В. Н. Радкевич. Минск: НПООО «Пион», 2001. 292 с.

Radkevich, VN. Proektirovanie sistem elektrosnabzheniya. Minsk: NPOOO «Pion»; 2001.

Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагрузок, нагрев проводников и электрооборудования. Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2007. 185с.

Kabyshev AV. Elektrosnabzhenie ob"ektov. Raschet elektricheskikh nagruzok, nagrev provodnikov i elektrooborudovaniya. Tomsk: izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2007.(Ch.1): 185.

Справочные данные по расчетным коэффициентам электрических нагрузок. М.: ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект», 1990. 114 с.

Spravochnye dannye po raschetnym koeffitsientam elektricheskikh nagruzok. Moscow: VNIPI Tyazhpromelektroproekt; 1990.

Городнов А.Г. Модель электротехнического комплекса с автономной системой электроснабжения механизированной добычи нефти. В сборнике: технологическое развитие: тенденции, проблемы и перспективы. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. 2020. С. 8-10.

Gorodnov AG. Model' elektrotekhnicheskogo kompleksa s avtonomnoi sistemoi elektrosnabzheniya mekhanizirovannoi dobychi nefti. V sbornike: tekhnologicheskoe razvitie: tendentsii, problemy i perspektivy. Sbornik statei po itogam Mezhdunarodnoi nauchnoprakticheskoi konferentsii. 2020. pp. 8-10.

Лукутин Б.В., Шандарова Е.Б. Способы снижения расхода топлива дизельных электростанций. В сборнике: Природные ресурсы и экология Дальневосточного региона. Материалы Международного научно-практического форума. 2013. С. 393-397.

Lukutin BV, Shandarova EB. Sposoby snizheniya raskhoda topliva dizel'nykh elektrostantsii. V sbornike: Prirodnye resursy i ekologiya Dal'nevostochnogo regiona. Materialy Mezhdunarodnogo nauchno-prakticheskogo foruma. 2013. pp. 393-397.

Гринкруг М.С. Выбор типов дизель-генераторов на дизельных электростанциях из условий минимального годового расхода топлива // Теплоэнергетика. 2009. № 11. С. 18-21.

Grinkrug MS. Vybor tipov dizel'-generatorov na dizel'nykh elektrostantsiyakh iz uslovii minimal'nogo godovogo raskhoda topliva. Teploenergetika. 2009. 11 (1): 18-21.

Гиршин С.С., Горюнов В.Н., Шепелев А.О.Оптимальное управление конденсаторными батареями в распределительных сетях. В сборнике: ученые Омска - региону. Материалы II Региональной научно-технической конференции. 2017. С. 75-79.

Girshin SS, Goryunov VN, Shepelev AO. Optimal'noe upravlenie kondensatornymi batareyami v raspredelitel'nykh setyakh. V sbornike: uchenye Omska - regionu. Materialy II Regional'noi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. 2017. pp. 75-79.

Мваку У.М., Корнилов В.Ю. Повышение эффективности работы электротехнического комплекса нефтегазодобывающего предприятия // Энергетика Татарстана. 2013. № 2 (30). С. 46-50.

Mvaku UM, Kornilov VYu. Povyshenie effektivnosti raboty elektrotekhnicheskogo kompleksa neftegazodobyvayushchego predpriyatiya. Energetika Tatarstana. 2013;30 (2): 46-50.

Мваку У.М., Корнилов В.Ю. Снижение потерь и потребления электрической энергии в электротехнических комплексах нефтегазодобывающего предприятия // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2013. № 2 (17). С. 7-17.

Mvaku UM, Kornilov VYu. Snizhenie poter' i potrebleniya elektricheskoi energii v elektrotekhnicheskikh kompleksakh neftegazodobyvayushchego predpriyatiya. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2013;17 (2):7-17.

Мваку У.М., Корнилов В.Ю. Оптимизация режимов работы электротехнического комплекса основного оборудования нефтегазоперерабатывающего предприятия в процессе подготовки нефти. // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2013. № 1-2. С. 115.

Mvaku UM, Kornilov VYu. Optimizatsiya rezhimov raboty elektrotekhnicheskogo kompleksa osnovnogo oborudovaniya neftegazopererabatyvayushchego predpriyatiya v protsesse podgotovki nefti. Proceedings of the higher educational institutions. ENERGY SECTOR PROBLEMS. 2013.(1-2): 115.

Dixon J., Moran L., Rodrigues J., Domke R. Reactive power compensation technologies: stateof-the-art review // Proc. of the IEEE. 2005. V. 93, N12. pp. 2144-2164.

Dixon J, Moran L, Rodrigues J, et al. Reactive power compensation technologies: stateof-the-art review. Proc. of the IEEE. 2005; 93 (12): 2144-2164.

Badrzadeh D., Smith K., Wilson R. Designing passive harmonic filters for an aluminum smelting plant // IEEE trans. on industry applications. 2011. V. 47, N2. pp. 973- 983.

Badrzadeh D, Smith K, Wilson R. Designing passive harmonic filters for an aluminum smelting plant. IEEE trans. on industry applications. 2011; 47 (2): 973- 983.

Городнов А.Г. Согласование энергетических параметров элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. В сборнике: фундаментальные и прикладные аспекты развития современной науки. Сборник статей по материалам II Международной научно-практической конференции. Уфа, 2020. С. 47-50.

Gorodnov AG. Soglasovanie energeticheskikh parametrov elementov elektrotekhnicheskogo kompleksa neftedobyvayushchego predpriyatiya. V sbornike: fundamental'nye i prikladnye aspekty razvitiya sovremennoi nauki. Sbornik statei po materialam II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Ufa. 2020. pp. 47-50.

Савенко А.Е., Савенко П.С. Исследование и оптимизация работы генераторных агрегатов автономного электротехнического комплекса. В сборнике: Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (19 Бенардосовские чтения). Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 175-летию со дня рождения Н.Н. Бенардоса. 2017. С. 9-12.

Savenko AE, Savenko PS. Issledovanie i optimizatsiya raboty generatornykh agregatov avtonomnogo elektrotekhnicheskogo kompleksa. V sbornike: Sostoyanie i perspektivy razvitiya elektro- i teplotekhnologii (XIX Benardosovskie chteniya). Materialy Mezhdunarodnoi nauchnotekhnicheskoi konferentsii, posvyashchennoi 175-letiyu so dnya rozhdeniya N.N. Benardosa. 2017. pp. 9-12.

Городнов А.Г. Имитационная модель для определения оптимальных энергетических параметров элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. В сборнике: актуальные вопросы современной науки и практики. Сборник статей по материалам 2 Международной научно-практической конференции. Уфа, 2020. С. 44-48.

Gorodnov AG. Imitatsionnaya model' dlya opredeleniya optimal'nykh energeticheskikh parametrov elementov elektrotekhnicheskogo kompleksa neftedobyvayushchego predpriyatiya. V sbornike: aktual'nye voprosy sovremennoi nauki i praktiki. Sbornik statei po materialam II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Ufa. 2020. pp. 44-48.

Савенко А.Е. Использование автономных электротехнических комплексов в нефтегазовой отрасли. В сборнике: Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию высшего нефтегазового образования в Республике Татарстан. Альметьевский государственный нефтяной институт. 2016. С. 218-221.

Savenko AE. Ispol'zovanie avtonomnykh elektrotekhnicheskikh kompleksov v neftegazovoi otrasli. V sbornike: Dostizheniya, problemy i perspektivy razvitiya neftegazovoi otrasli. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 60-letiyu vysshego neftegazovogo obrazovaniya v Respublike Tatarstan. Al'met'evskii gosudarstvennyi neftyanoi institut. 2016. pp. 218-221.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.