Аннотация
В настоящее время большинство газовых месторождений Западной Сибири находится на завершающей стадии разработки. Расчетная электрическая нагрузка одного куста газовых скважин в период нарастающей и постоянной добычи газа составляет 100 кВт. Для продления рентабельной добычи газа на завершающей стадии применяются энергоемкие технологии, например технология распределенного компримирования газа с установкой на кустах газовых скважин мобильных компрессорных установок (МКУ) с электроприводом мощностью 1000 кВт. В результате электрическая нагрузка на газовом месторождении возрастает многократно, что приводит к необходимости строительства новых линий электропередачи. Например, на Ямбургском нефтегазоконденсатном месторождении требуется построить 480 км высоковольтных линий класса напряжения 10 кВ для подключения МКУ. На данный момент проектирование системы электроснабжения газовых месторождений и выбор класса напряжения выполняются как для сетевой организации региона и не учитывается особенность газовых месторождений – многократный рост электрической нагрузки в течение всего жизненного цикла месторождения (в среднем он составляет 60 лет). Таким образом, главной проблемой электроэнергетики газовой промышленности является выбор оптимального класса напряжения системы электроснабжения с учетом всего жизненного цикла месторождения. Цель исследования – выбрать подход для разработки нового способа выбора оптимального класса напряжения системы электроснабжения газовых месторождений. Для достижения поставленной цели в работе выполнен анализ существующих способов выбора класса напряжения системы электроснабжения. В результате анализа установлено, что для разработки нового способа выбора оптимального класса напряжения системы электроснабжения газовых месторождений наиболее близким является подход с использованием теории планирования эксперимента, с учетом следующих факторов, характерных для газовой промышленности: количество установок комплексной подготовки газа на месторождении; коэффициент прироста электрической нагрузки; коэффициент распределения нагрузки по линии электропередачи; расстояние от источника до потребителя. Для достижения поставленной цели в работе используется экспериментально-теоретический метод (анализ и синтез).
Ключевые слова
Класс напряжения, система электроснабжения, линия электропередачи, теория планирования эксперимента, целевая функция, дисконтируемые затраты.
1. Федоров А.А. Научные основы расчета и выбора важнейших параметров системы электроснабжения промышленных предприятий: автореф. дис. … д-ра техн. наук / Федоров Алексей Александрович; Московский энергетический институт. М.: МЭИ, 1972. 52 с.
2. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984. 408 с.
3. СТО Газпром НТП 1.8-001-2004. Нормы технологического проектирования объектов газодобывающих предприятий и станций подземного хранения газа ООО «ВНИПИгаздобыча». М., 2004. 105 с.
4. Перспективы применения напряжения 20 кВ в Москве. URL: http://ieport.ru/stat/35822-nashe-setevoe-zavtra.html.
5. Буре И.Г., Гусев А.В. Повышение напряжения до 20-25 кВ и качество электроэнергии в распределительных сетях // МЭИ Электро. 2005. №5. С. 30-32.
6. Буре И.Г., Хевсуриани И.М. Предпосылки повышения напряжения в распределительных сетях промышленных предприятий до 20 кВ // Электрооборудование, электроснабжение, электросбережение: материалы науч.-тех. конф., 24-28 мая 2004 г. Ижевск: ИГТУ, 2004. С. 30-34.
7. Исследование режимов электрических сетей при переводе на напряжение 20 кВ, международная научно-практическая конференция / В.А. Агеев, К.А. Душутин, Е.Н. Еремеев, Г.Н. Семенов // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: материалы Международной научно-практической конференции: Саранск, 2019. C. 226-230.
8. Оптимизация режимов электрических сетей по напряжению и коэффициентам трансформации регулируемых трансформаторов с применением генетического алгоритма / В.А. Агеев, Д.С. Репьев, П.А. Волгушев, А.И. Бурнаев, Д.В. Пяткин // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: материалы Международной научно-практической конференции: Саранск, 2019. С. 139-146.
9. Питающие линии 6 кВ нефтегазоконденсатных месторождений. Увеличение пропускной способности / А.А. Володько, Д.Г. Лапаев, И.М. Богачков, П.А. Овчинников // Новости электротехники. 2015. №1(91). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2015/91/08.php.
10. Богачков И.М. , Новикова М.В. 20 кВ – Оптимальное решение для электроснабжения нефтегазовых месторождений // Проблемы развития газовой промышленности: сборник тезисов докладов XX науч.-практич. конф. молодых ученых и специалистов / ООО «Газпром проектирование»; гл. ред. д-р техн. наук В.Н. Маслов. Тюмень, 2018. С. 123-126.
11. Необходимость применения напряжения 20 кВ в распределительных сетях предприятий и городов / А.А. Фёдоров, В.В. Каменева, А.И. Чернусский, Стебунова Е.Д., Сидоров С.Т. // Электричество. 1980. №8. С. 58-59.
12. Мельников, Н.А. Электрические сети и системы. М.: Энергия, 1975. 464 с.
13. Федоров А.А. Теоретические основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1976. 271 с.
14. Different voltage selection criteria and insulation design of a transmission line for HF, EHV & UHV system / Akhlaque A.K., Ahmad F.M. / International Journal of Advanced Technology & Engineering Research (IJATER), vol. 2, issue 2, 2012, pp. 73-79.
15. Федоров А.А. Выбор рациональных напряжений для системы электроснабжения промышленных предприятий // Промышленная энергетика. 1959. №9. С. 7-10.
16. Устюгов Н.В. Оптимизация класса напряжения предприятия с учетом прогноза электропотребления // Математические методы в технике и технологиях. ММТТ. 2020. Т. 2. С. 23-26.
17. Technical and economic evaluation of voltage level in transmission network expansion planning using GA/ S. Jalilzadeh, A. Kazemi, H. Shayeghi, M. Madavi / Energy Conversion and Management, 49, 2008. Pp. 1119-1125.
18. Веников В.А. Моделирование энергетических систем // Электричество. №1. 1971. С. 5-16.
19. Киреева Э.А. Исследования, выбор и оптимизация основных параметров системы электроснабжения промышленных предприятий: автореф. дис. … канд. техн. наук / Киреева Эльвира Александровна; Московский энергетический институт. М.: МЭИ, 1971. 28 с.
20. Карпов В.М. Методика выбора рациональных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий на основе планирования эксперимента: автореф. дис. … канд. техн. наук / Карпов Валерий Михайлович; Московский энергетический институт. М.: МЭИ, 1976. 19 с.
21. Мерзликин А.И. Исследование и выбор уровня рационального напряжения в цеховых электрических сетях до 1000 В: автореф. дис. … канд. техн. наук / Мерзликин Александр Иванович; Московский энергетический институт. М.: МЭИ, 1978. 20 с.
22. Применение мобильных компрессорных установок на завершающей стадии разработки газовых залежей / В.З. Минликаев, Д.В. Дикамов, О.В. Арно, А.В. Меркулов, С.А. Кирсанов, А.В. Красовский, С.Ю. Свенский, А.В. Кононов // Газовая промышленность. №1(717). 2015. С. 15-17.
23. Черепанов В.В., Суворова И.А. Линеаризация затрат на элементы системы электроснабжения при выборе номинального напряжения электрической сети // Научно-методологические проблемы и новые технологии образования. №6(48). 2012. С. 53-55.