蘇里格南電力系統節能優化研究

唐大智，劉炳森，喬 鵬，張雅寧

中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司 （陜西 西安 710018）

蘇里格南電力系統節能優化研究

唐大智，劉炳森，喬 鵬，張雅寧

中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司 （陜西 西安 710018）

蘇南電力系統根據總體規劃配套35kV變電站先期建成投運，后期生產電力負荷建設滯后，存在變電站主變容量大，已投運負載遠低于主變出功現象。另外，氣田生產和環境溫度緊密相關，冬季需要投大功率電伴熱、電暖器等，造成冬季負荷重、夏季負荷輕，負荷變化大，夏季負荷輕功率因數低于電網要求的標準值，存在力率調整電費被罰款現象。針對這些情況，通過分析探討，提出相應措施，以此滿足電網穩定運行。同時，節約電能、減少不必要的電費支出，起到降本增效的作用。

電力系統；主變；功率因數；電價

1 電力系統現狀

1.1 電源

蘇南區塊位于鄂爾多斯市鄂托克前旗與烏審旗境內，建成并投運蘇南-C1站、蘇南-C2站。蘇南-C1站設35kV變電站1座，電源引自鄂托克前旗城川110kV變電站，為單回路。

1.2 供配電

蘇南-C1站設35kV變電站，負責為蘇南所有生產提供電力保障。蘇南-C1站、蘇南-C2站通過雙回進線引自該變電站。站內各安裝1臺200kW應急發電機，作為備用電源保證外電失電情況下的應急供電。

井叢分為含注醇泵系統的BB9′井叢和普通BB9井叢。BB9′井叢供電采用單回10kV線路引自35kV變電站，就地設置10/0.4kV桿子變壓器，低壓側設置動力配電箱。普通BB9井叢采用太陽能及風光互補發電裝置作為通信及儀表供電。

1.3 配電線路

蘇南-C1集氣站內設35kV變電站1座，采用單回35kV線路引自城川110kV變電站。單回線路總長約為35km。

蘇南-C1/C2集氣站內設10kV高壓配電間，采用雙回10kV線路至35kV變電站。蘇南-C1站采用地埋敷設方式，單根長約100m。蘇南-C2站采用架空線路，單回線路長約25km。

井叢供電目前是（BB9′）16座，由35kV變電站10kV高壓出線柜引出至各井叢采用單回路架空線路，線路總長約141km。

2 供電總體規劃

2.1 規劃用電負荷及用電量

主要用電負荷包括4座集氣站及含注醇泵系統的井場（BB9′）兩部分。

2.1.1 集氣站

1）GGS1設計負荷為487kW，年耗電量為292.2×104kWh。

2）GGS2設計負荷為478.9kW，年耗電量為287.2×104kWh。

3）GGS3/GGS4設計負荷為358.3kW，年耗電量為214.9×104kWh。

2.1.2 井場

注醇井場的計算負荷為16.2kW，年耗電量為16×104kWh；普通井場的計算負荷為0.4kW。初期規劃總負荷見表1。

表1 初期規劃總負荷表

2.2 已建成用電負荷和用電量

由于蘇南建設進度較總體規劃滯后，規劃中的GGS3/GGS4暫未實施，GGS1/GGS2較原設計規劃壓縮機增壓推后。

2.2.1 集氣站

1）GGS1計算負荷為141kW，年耗電量為84.6×104kWh，是設計用電量的28.95%。

2）GGS2計算負荷為133kW，年耗電量為79.8×104kWh。是設計用電量的27.78%。

2.2.2 井場

注醇井場實際負荷為3.68kW，年耗電量為3.63×104kWh，是設計用電量的22.71%。建成投運16座，年耗總電量58.08×104kWh，見表2。

表2 目前實際安裝負荷

2.3 35kV變電站

變電站規劃安裝2×2.5MVA。按照一備一用使用，在功率因數為0.8時，單臺主變壓器可提供2 000kW的有功功率；功率因數為0.9時，單臺主變壓器可提供2 250kW的有功功率。

表2同表1比較，變電站下游負荷規劃為2 330.5kW，實際安裝為332.88kW，為負荷原先設計的14.28%。

3 有功電量

對蘇南2014年及2015年2年35kV變電站有功電量統計，分析用電量，找出有功電量的變化趨勢，見表3。

1）2015年同2014年相比，用電設備未增加情況下，相同月份電量變化不大。

2）相同年份，不同月份季節相比，電量波動較大。尤其冬季、夏季變化明顯，冬季用電高峰最高值約夏季用電低谷期值的5倍。負載的大幅波動會對電力系統的可靠性、經濟性運行造成很大影響。

4 電價構成

4.1 按照國家現行電價分類

受電變壓器總容量在315kVA及以上的一切工業生產用電，為大工業用戶，執行大工業電價。對于大工業用戶的井下、車間、廠房內的生產照明和空調用電，仍執行大工業電價。

蘇南目前安裝主變壓器容量為2臺2 500kVA，按照規定“變壓器總容量在315kVA及以上的一切工業生產用電，為大工業用戶”，執行大工業電價。

大工業電價=電度電費+基本電費+力率調整電費（增加或減少）+代征電費。

電度電費是指抄表電量乘以電價。

基本電費是指用電容量乘以基本電價，蘇南用電容量按主變壓器2×2 500kVA計算。

力率調整電費，即功率因數調整電費是指（電度電價+基本電價）乘以（±）功率因數調整電費月增減率%（例如功率因數標準值為0.9，若高于0.9則減收，低于0.9加收電費）。

代征電費是指根據政府或有關部門規定，供電企業在向用戶收取電費的同時，還代收或代征其他費用。鄂爾多斯市電力局向蘇南代征電費主要有，三峽水利建設費、電網建設、移民扶貧、可再生能源電價附加等。這部分費用約占蘇南總電費的2.5%[1-5]。

4.2 電費執行狀況

2013—2015年蘇南電費統計見表4～表6。從表4～表6，可以看出：

1）蘇南支出電費主要由四部分組成，抄表電費+容量電費+力調電費+代征電費。

2）其中容量電費即基本電費，是按用戶自備的受電變壓器容量計算，用戶變壓器容量不變的情況下固定收繳。蒙西電網銷售電價中變壓器容量基本電價為19元/kW/月，故蘇南每年容量電費支出為2×2 500×19×12=114萬元。

3）力調電費即力率調整電費，2013年為-11 107元，2014年為334 189元，2015年為382 768元。2013年為負值，說明該年度功率因數高于標準值0.9，作為獎勵供電局減免了這部分費用。2014、2015年度為正值（表5、表6），說明在部分月份（5月～9月）功率因數低于標準值0.9，這些月份恰好在年度負荷變化的波谷期（夏季）。供電局懲罰性加收了這部分費用。這部分懲罰電費，可以通過投運補償電容，以提高功率因數，做到少罰款。由于蘇南電力負荷的季節性波動大，需隨時根據運行工況，采用手動方式投運或退出補償電容，以此來降低電費節約電能。

表3 2014年、2015年有功電量統計 /kWh

表5 2014年蘇南電費統計表

表6 2015年蘇南電費統計表

5 節能優化方式

5.1 改善用電功率因數

改善用電功率因數，實時監測電網負載波動及無功損耗運行要求，適當投運35kV變電站所并聯電容器，補償無功損耗，提高功率因數。

由于電網負載季節性波動大，需隨時檢測功率因數的變化情況，手動投切或退出不一定及時準確。一旦操作失誤，引起電壓波動、諧波增大等，可能增加損耗，還會對供電系統、用電設備造成危害。所以，這種方式節約電能、節省電費，效果不大。

5.2 更換主變壓器

變更設計，將目前2臺2 500kVA主變壓器，改為2臺1 250kVA主變壓器。

單臺1 250kVA主變壓器市場價約10萬元。更換完成后，僅在容量電費上第一年刨去拆除舊主變壓器及安裝新主變壓器成本，節省費用為57萬元-20萬元=30萬元，若后期產能建設繼續滯后，1 250kVA主變壓器滿足使用條件情況下，每年可節約電費2×2 500×19×12-2×1 250×19×12=57萬元。

另外，可將更換下來的2 500kVA主變妥善保管，待后期GGS3/GGS4集氣站及壓縮機建設時，仍可再恢復安裝利用。

6 結論

1）目前蘇南電力系統建成規模和實際應用現狀明顯差距，利用率14.28%。

2）按照國家用電收費標準，每年因變壓器容量過大上交的費用高。

3）不改變其他用電設施情況下，將2臺2 500kVA主變壓器，改為2臺1 250kVA主變壓器，每年節約電費高達57萬元，投資回報率高。

4）建議將原先主變壓器進行更換，等蘇南整體規劃完畢用電負荷率在50%時候，將改造的主變壓器變為原先設計。

[1]國家經貿委安全生產局.全國特種作業人員安全技術培訓考核統編教材：電工作業[M].北京：氣象出版社,2011.

[2]王孔良,李珞新,祝曉紅.用電管理[M].3版.北京：中國電力出版社,2007.

[3]劉介才.工廠供用電實用手冊[M].北京：中國電力出版社,2000.

[4]張曉鵬,曾登高.蘇里格超大規模集氣站建設工程質量控制與監督[J].石油工業技術監督,2015,31(1)：4-7.

[5]陳小虎.工廠供電技術[M].2版.北京：高等教育出版社,2006.

According to the overall plan,the 35kV substation was built for the electric power system of southern Sulige and put into operation,but because the power load construction in the later stage lagged,the main transformer capacity was large,and the operation load was much lower than the output power of the main transformer.In addition,because gas field production is closely related to environmental temperature,in winter power load is heavy due to the use of electric heating and electric heater,and in summer power load is light,resulting in large load change.The power factor of light load in summer is lower than the standard value of power network,resulting in users being fined due to tariff adjustment.In view of these circumstances,through analysis and discussion,corresponding measures are put forward to meet the stable operation of power network.At the same time,saving energy and reducing unnecessary electricity expenditure will play a role in reducing cost and increasing efficiency.

power system;main transformer;power factor;electricity price

唐大智（1974-），男，維修電工技師，現主要從事電氣運行維修管理工作。

2017-07-11