油田配電系統優化技術研究

【摘要】：自從新中國成立以來，我國開發工業得到了前所未有的發展，石油和天然氣產量不斷增長，社會用電量快速增長，配電系統規模發展迅速，網絡結構日趨復雜。為了適應油氣田項目建設的發展和用電負荷的不斷攀升，就必須對原有配電系統進行改造，本文從配電線路優化、無功補償優化等環節入手，做好配電系統的優化規劃工作，使油氣田開發企業配電系統取得最大化的經濟效益，為企業的生存和發展探索一條新路。

【關鍵詞】：油田配電系統；系統優化；技術研究

1.研究的目的和意義

電力是石油、天然氣工業的主要動力，也是完成油氣田生產任務的重要保證。油氣田配電系統是油氣田建設的重要基礎設施和必要的能源供應系統，其建設的

好壞直接影響到油氣田項目經濟效益、投資環境的優化。各油氣田配電系統與一

般電力用戶不同，它既可以是主網的用電大戶，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立企業配電系統，并有油氣田企業內部一專門

的部門管理。它主要依靠國家和地方現有供電網絡，向各油氣井站供電。油氣田

配電系統直接面向油氣田生產，為油井舉升、油氣田注水、油氣水處理和輸送等

設備提供動力，是油氣田生產的重要保障系統。

2.油氣田配電系統的研究現狀

油氣田企業主要包括石油、天然氣勘探開發，采油，天然氣生產，儲運集輸

等部門，具有點多、面廣、線長、區域跨度大、環境惡劣、開放性生產等特點；

油氣田配電系統是油氣田企業為適應石油、天然氣勘探開發需要逐步建設形成的，一個集發電、輸電、配電、用電為一體的大型企業電力系統，主要擔負油氣田生產和居民生活的發、供電任務；油氣田配電系統是電力系統到油氣田企業的最后一環，與用戶的聯系最緊密，對用戶的供電可靠性和供電質量的影響也最直接。油氣田配電系統的安全、可靠、經濟運行不僅關系到油氣田企業的經濟效益，而且對提高油氣田企業內部的滿意度和樹立良好的企業形象有著重要的意義。

2.1.配電線路的研究現狀

隨著國民經濟的發展，電力負荷的需求量與日俱增，負荷越來越密集，油氣田配電系統中配電線路的建設受當時環境限制，線路的線徑小、陳舊老化嚴重，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的配電線路改造過程中，嚴格控制工程成本，以免造成資金的浪費。工程造價是電力線路建設工程中十分重要的一環，精確地工程造價估算，是實現電力線路工程經濟性目標的重要手段。事實上，工程造價受多種因素影響，其構成復雜、情況多變、具有較大的模糊性，是一項多變量、非線性的復雜過程。

2.2.無功補償的研究現狀

由于對電力系統進行無功補償可以提高系統運行的安全性和可靠性—穩定配電系統電壓，提高功率因素，增強設備的使用率，降低有功功率損耗，平衡三項功率等。因此，研究電力系統的無功補償具有重要意義。

目前，造成我國油氣田配電系統的電壓質量不合格的原因有：配電系統供電線路的供電半徑太大，無功補償裝置配置較少；因此必須對配電系統系統進行合理的無功補償優化。同時油田配電系統存在較高的網損率，然而對配電系統進行無功補償優化就是降低網損的一種重要的技術手段。

3.配電線路優化方法研究

隨著油氣田企業生產規模的不斷擴大，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至今已經運行多年，且配電線路的建設受當時環境限制，線路的線徑小、陳舊老化嚴重等現狀，為了保證油氣田配電系統改造的合理性、經濟性，而對原有配電系統的配電線路進行科學的優化已迫在眉睫。工程造價是配電線路建設工程中十分關鍵的一環，精確的工程造價估算，是實現配電線路工程經濟性目標的重要手段。

3.1.配電導線類型的選擇

3.1.1.進行油氣田配電系統經濟性優化中，首先要明確配電導線的類型及合理選擇導線截面。電力線路按結構可分為架空線路和電纜線路，架空線路由導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等組成；電纜線路由導線、絕緣層、保護層等組成。在油氣田配電系統的配電線路中，主要采用的是架空線路。架空線路必須具有非常高的機械強度、抗化學腐蝕能力和良好的導電性能，由于架空線路都是架設在桿塔上，暴露在空氣中，它要承受自重、風力荷載等機械力的作用以及空氣中各種有害物質的侵蝕，受溫度等條件的影響。油氣田配電系統的架空線路導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，能克服多股鋁線機械性能差的缺點；避雷線一般都采用多股鋼導線；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.通過灰關聯分析法對系統進行分析。在對系統進行分析時，我們首先要分析系統內各因素之間的關系，分清影響系統發展態勢的主要因素、次要因素；知道哪些因素對系統的發展態勢影響大，哪些因素對系統的發展態勢影響小。只有這樣，才能抓住影響系統的主要特征，為系統的分析研究提供必要的基礎。在系統分析中，常采用數理統計法，如：方差分析、主分量分析、回歸分析等。

3.2.無功補償優化方法研究

目前，有關無功補償優化理論研究的方法有：線性規劃法、非線性規劃法、動態規劃法等。油氣田配電系統的無功功率缺額很大，無功補償的配置極不合格，補償設備的作用也沒有得到充分的發揮。因此，在進行油氣田配電系統無功補償時應堅持“全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則，開展油氣田配電系統的無功補償優化，盡可能實現油氣田配電系統的分層、分區、分壓、分線就地平

衡。

在油氣田配電系統正常運行時，應按分層、分區并有備用的原則，使無功功率達到平衡。分層是按電壓等級分層，通過補償使不同電壓等級的配電系統之間的無功潮流盡可能地減少；分區是按地區補償，使本地區的無功功率自行平衡，減少無功功率在配電系統中的傳輸，以維持系統穩定和電壓質量。在分區平衡的基礎上，補償容量應具有調節能力，以適應負荷變化和保持電壓質量。

【結束語】：本文我們首先對油氣田配電系統優化方法的現狀和需求進行了分析，并對某地地區油氣田配電系統的實際情況進行了調查研究，為了避免某地油氣田的重復建設和建設資金的浪費，本文從配電線路優化、無功補償優化等環節入手，做好配電系統的優化規劃工作，以消除安全隱患，降低損耗提高效率，提高配電系統的供電能力，在保證配電系統安全、可靠運行的前提下滿足油氣田項目的需求，為國家安全、經濟發展與社會穩定提供可靠保障。

參考文獻：

[1] 施群.油田配電系統規劃與設計[M].北京：石油大學出版社，2011.

[2] 張永武， 孫愛民等. 風電場無功補償容量配置及優化運行 [J].電力系統及其自動化學報，2011，6（23），0150-0156.

[2] 王向臣等.配電系統無功補償實用技術[M].北京：中國水利水電出版社，2009，7.