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

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. 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. 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. 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.

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

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

3. 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.

4. 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.

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

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

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

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

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

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

25. 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.

26. 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.

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

28. 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.

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

30. 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.

31. 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.

32. 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.

33. 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.

34. 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.

35. 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.

36. 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.

37. 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.