Аннотация
При проектировании системы электроснабжения газовых месторождений основополагающим является выбор напряжения питающей и распределительной сети. Данный критерий является концептуальным параметром, который влияет на экономическую эффективность объекта в целом. Корректно выбранный класс напряжения снижает потери при передаче электрической энергии, капитальные вложения, эксплуатационные затраты предприятия. Выбор напряжения необходимо выполнять с учетом всего жизненного цикла месторождения, а именно от опытно-промышленной разработки до ликвидации и перевода в подземное хранилище газа или консервации. Целью данной работы является разработка математической модели расчета напряжения распределительной сети, выполненной на одноцепных опорах воздушных линий электропередачи (ВЛ) с уточненными граничными условиями, такими как количество кустов газовых скважин, длиной ВЛ. Гипотеза: выбранное напряжение электрической сети с учетом всего жизненного цикла повышает экономическую эффективность объекта. Методы исследования: теория планирования эксперимента, полный факторный эксперимент, метод расчета дисконтированных затрат, статистический метод. Результаты исследования: математическая модель расчёта выбора рационального напряжения и математические модели расчёта дисконтированных затрат, выполненные с помощью применения теории планирования эксперимента и уточнённых граничных параметров. Применение результатов исследования: полученные математические модели рекомендованы для интеграции в производственный процесс проектных организаций для разработки раздела электроснабжения газовых месторождений. Полученные модели апробированы при выборе класса напряжения распределительной сети нового месторождения Восточной Сибири, поставленная гипотеза подтвердилась, выбранное рациональное напряжение 20 кВ на этапе разработки проектной документации с учетом всего жизненного цикла месторождения позволило сэкономить 169,545 млн руб. затрат нефтегазовой компании.
Ключевые слова
теория планирования эксперимента, выбор напряжения, распределительная электрическая сеть, одноцепная ВЛ, газовое месторождение, куст газовых скважин, капитальные вложения, эксплуатационные затраты, дисконтированные затраты, потери электрической энергии
1. Вяхирев Р.И., Коротаев Ю.П., Кабанов Н.И. Теория и опыт добычи газа. Москва: Недра, 1998. 479 с.
2. ГОСТ Р 55415-2013. Месторождения газовые, газоконденсатные, нефтегазовые и нефтегазоконденсатные. Правила разработки. М.: Стандартинформ, 2014. 36 с.
3. Богачков И.М., Хамитов Р.Н., Фрайштетер В.П. Оценка динамики электрических нагрузок газовых месторождений Западной Сибири с учетом жизненного цикла месторождения // Современные проблемы машиностроения: материалы XIII Международной научно-практической конференции, 26–30 октября 2020 г., Томск. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2020. С. 71-72.
4. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: учебник для вузов по специальности «Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства». М.: Энергоатомиздат, 1984. 472 с.
5. Norouzi H., Firoozjaee M.G., Rezaei M. Investigation of distribution system modification using operation voltage unification in order to decrease interruptions in dust climate // Heliyon. 2024. No. 10(17). e37335. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e37335
6. Firis F.A. Determining the optimum medium voltage level by analysis of different voltage levels // World Journal of Environmental Research. 2020. No. 10. Pp. 37-49. doi: 10.18844/wjer.v10i2.5344
7. Technology Selection of High-Voltage Offshore Substations Based on Artificial Intelligence / T.A. Antunes, R. Castro, P.J. Santos, A.J. Pires // Energies. 2024. No. 17(17). 4278. doi: 10.3390/en17174278
8. Ершов А.М. Системы электроснабжения. Ч. 4: Электроснабжение промышленных предприятий и городов: курс лекций. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2020. 324 с.
9. Неклюдова П.А. Выбор номинального напряжения электрической сети // Теория и практика современной науки. 2017. № 2 (20). С. 424-428.
10. Узбеков М.О., Неъматжонов А.А.У. Выбор напряжения по известной длине линии и передаваемой мощности // Современные инновации. 2019. № 2(30). С. 30-34. doi: 10.24411/2412-8244-2019-10203
11. Богачков И.М. Поддержка принятия решения при выборе рационального напряжения системы электроснабжения газового месторождения с учётом его жизненного цикла: дис. … канд. техн. наук: 05.13.01 / Богачков Иван Михайлович. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2021.
12. Богачков И.М. Математические модели расчета оптимального напряжения системы внешнего электроснабжении газовых месторождений, полученные с применением теории планирования эксперимента // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 1 (50). С. 4-9. doi: 10.18503/2311-8318-2021-1(50)-4-9
13. Bogachkov I.M. The Study of the Power Supply System of the Existing Gas Fields in Western Siberia using the Theory of Experimental Planning // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 1118. 012030. doi: 10.1088/1757-899X/1118/1/012030
14. Богачков И.М. Оптимизация системы внешнего электроснабжения путем выбора прогрессивного класса напряжения с учетом всего жизненного цикла газового месторождения // Известия Транссиба. 2020. № 2 (42). С. 114-130.
15. Bogachkov I.M. Designing power supply systems with account to the entire life cycle of the gas field as exemplified by the existing fields in Western Siberia // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 720. 012096. doi: 10.1088/1755-1315/720/1/012096
16. Богачков И.М. Хамитов Р.Н. Коэффициент распределения нагрузки по линии электропередачи как фактор выбора класса напряжения // Динамика систем, механизмов и машин. 2020. № 3(8). С. 30-36. doi: 10.25206/2310-9793-8-3-30-36
17. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 280 c.
18. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) (утв. Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике от 21.06.1999 № ВК 477). URL:https://docs.cntd.ru/document/1200005634 (дата обращения 09.02.2026).
19. СТО Газпром 2-6.2-1028-2015. Категорийность электроприемников промышленных объектов ПАО «Газпром». 2015. URL:https://gisprofi.com/gd/documents/sto-gazprom-2-6-2-1028-2015-kategorijnost-elektropriemnikov-promyshlennyh.html (дата обращения 09.02.2026).
20. Богачков И.М., Хамитов Р.Н. Алгоритм выбора класса напряжения для системы электроснабжения газового месторождения // Вестник Ивановского энергетического университета. 2021. Вып. 2. С. 32-39. doi: 10.17588/2072-2672.2021.2.032-039
21. Кощук Г.А., Косарев Б.А., Федоров В.К. Выбор оптимального напряжения источника энергии для системы электроснабжения с распределенной генерацией // Омский научный вестник. 2018. № 6(162). С. 115-118. doi: 10.25206/1813-8225-2018-162-115-118
Яркина А.А., Хамитов Р.Н. Математическая модель выбора рационального напряжения распределительной электрической сети газового месторождения, состоящей из одноцепных опор воздушной линии электропередачи // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 1(70). С. 35-43. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-1(70)-35-43
© Яркина А.А., Хамитов Р.Н. 2026 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License