一套描述海上油田群電網性能指標及其定義的系統設計

摘 要 隨著潿西南油田群的開發和發展，油田群內電力負荷不斷增加，給油田電網的生產管理帶來困難，也給海油電網的穩定運行帶來隱患，因此我們很有必要制定一套指標來對電網狀態進行評估。本文結合海上油田群電網的實際情況，從安全性，穩定性及經濟性的角度出發，根據海油電網EMS實測或在線狀態估計結果，對電網運行性能進行定量指標化監測、分析與預警，使電網運行人員能及時得知電網實時狀態，保障海油電網的穩定運行。

【關鍵詞】海上油田群電網 電網性能指標

1 海上油田群電網的基本情況

海上油田群電網是為油氣生產提供動力的重要基礎設施，它通常是由布置在陸上的終端、海上平臺上的發電站和配電站通過海纜聯立構成的發、輸、配用一體化電力網絡。

潿西南油田群由四個中心平臺，六個井口平臺組成，其中三個裝置共有9臺發電機組，總裝機容量近40MW，油田間相隔距離最遠達50km，具有長距離、小機組電力組網的特點。組網主干線路采用35kV系統，在各裝置間各敷設一條海底電纜，構成鏈式供電系統。

將原來傳統的單個油田電站供電模式改為將區域內單個油田電站進行電力聯網是由能量管理系統（EMS）來實現的，各平臺發供電設備的監控、負荷的管理及平衡等功能由高度自動化的EMS系統來承擔。

該EMS系統一方面可以將現場實測數據及時地反映到監視屏幕上，另一方面可以對現場實測數據狀態估計，使運行人員可以了解電網當前實際的狀態，為制定電網性能監測指標創造了條件。

2 建立指標的意義

隨著潿西南油田生產能力的增強和新油田平臺的建設，聯網系統的容量和范圍逐級擴展，而安全穩定性和運行效率亦需不斷提升。目前我國的海上油田群電網與陸上大型電網尚無聯系，處于獨立運行狀態。相對而言，海上油田群電網規模較小、電站相對集中、大型負荷與單臺機組的容量比較大，部分電機采取直接啟動的方式，單臺機組的容量占電網總裝機容量的比值較大，出現單臺機組故障跳閘時對其余機組的瞬時沖擊較大，為使海上油田群安全、穩定、經濟地運行，我們有必要根據EMS實測或在線狀態估計結果，對電網運行性能進行定量指標化監測、分析與預警，使操作及調度人員更好的了解電網的運行情況。

3 性能指標體系介紹

3.1 安全性指標

3.1.1 機組熱備用裕度

（3）指標：

流過海纜的功率應小于海纜的容許功率，因此海纜熱穩定裕度應小于100%。

3.2 穩定性指標

3.2.1 無功功率分區不平衡度

（1）定義：

無功功率分區不平衡度是指指定區域內無功負荷差額與本區域無功負荷的比值。

在本系統中，潿西南油田群電網按照三個分區來分析，即：潿洲12-1（含12-1B，6-9/10）；潿洲11-1N+潿洲11-1；潿洲終端，各分區均從35kV海纜的中點劃分。

（2）計算方法：

當區域內的出現無功功率差額時，為維持本區母線電壓的穩定，相鄰區域將通過聯絡線向該區域輸送無功功率，如圖1所示。由于連接各區域的海纜對地電容較大，可提供較大的無功功率，應視為無功源，因此將各區域間的分界點選在海纜的中點處。至此，所有海纜中點處傳輸的無功功率之和等于該區域的無功差額。

（3）指標：

在靜態時，該指標由靜態穩定分析決定；在動態時，該指標則由暫態穩定極限決定，跟具體電網有關，具體的數值需要對電網進行靜態穩定及動態穩定分析后才能決定。

3.3 經濟性指標

3.3.1 電網損耗

（1）定義：

電能經過輸電、變電、配電和營銷等環節才能發電廠傳輸到客戶，在這個過程中產生的電能損耗被稱作電力網電能損耗，簡稱線損，線損與系統發出總有功的比值稱為線損率。

（2）計算方法：

輸電網一般采用完整的負荷數據進行潮流計算得到網損結果；配電網因運行方式多變加上負荷數據不全，大部分采用網絡簡化和負荷簡化的方式，對配電網線損進行估算。

4 結論

電網性能指標是評價電力系統安全、可靠、優質、經濟運行的依據，對評判電網運行狀態有決定性作用。本文通過從系統的無功分區不平衡度、電網損耗、電壓偏差度、冷/熱備用裕度等角度給出了計算電力系統各性能指標的方法，以及評定電網運行性能的標準。該指標有利于實現電網的安全可靠、經濟高效運行和環境友好的目標，從而適應海上油田生產服務不斷發展的需求。

參考文獻

[1]謝小榮，潿西南油田群電網擴容優化項目電網智能控制中心開發與應用方案設計報告[D].清華大學，2012.

[2] 張繼芬，胡鵬，劉峻，王雄文，邱國華.海上石油平臺電力組網及其EMS系統設計與實現[J].電力勘探與開發，2009（02）.

[3]《潿西南油田群電力組網項目EMS系統技術方案》羅克韋爾自動化（廈門）有限公司 2008.

作者簡介

寧有智（1979-），畢業后一直從事于動力專業的相關技術及管理工作，現為中海石油（中國）有限公司湛江分公司電力調度監督。

作者單位

中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東省湛江市 524057endprint