神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的油田地面生產(chǎn)電力網(wǎng)無功管理技術(shù)探究

趙曉偉

（長慶油田分公司水電廠，西安 710201）

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展腳步的不斷加快，油氣田開發(fā)生產(chǎn)的有效性被相關(guān)部門給予了高度重視，電力網(wǎng)無功管理作為工程建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)降低控制成本、提高開發(fā)效益具有十分重要的作用。由于油田配電網(wǎng)系統(tǒng)中的負(fù)荷點(diǎn)眾多，且功率因數(shù)較低，因此，加強(qiáng)配電網(wǎng)無功管理至關(guān)重要?；诖耍恼轮饕陨窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)階段油田地面工程的實(shí)際情況，提出一種科學(xué)、有效的電力網(wǎng)無功優(yōu)化技術(shù)，以此來更好的推動(dòng)油田生產(chǎn)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

1 油田用電負(fù)荷的主要特點(diǎn)分析

了解油田用電負(fù)荷的特點(diǎn)可以幫助技術(shù)人員更好的地面生產(chǎn)電力網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和管理，有利于地面電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。就目前油田配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況來看，配電系統(tǒng)的用電量已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)油田用電量的近80%。在眾多設(shè)備中，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)功率因數(shù)產(chǎn)生較大影響的要屬抽油機(jī)。就目前油田運(yùn)行所采用的抽油機(jī)設(shè)備來看，其用電負(fù)荷呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：用電負(fù)荷多為周期性變化；具有持續(xù)性；變化幅度相對(duì)較大。在這種情況下，若想確保抽油機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的選擇必須足夠大。一般來說，處于負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的抽油機(jī)會(huì)使得配電網(wǎng)低效運(yùn)行，在這種情況下，電力技術(shù)人員需要結(jié)合負(fù)荷率的實(shí)際情況采用針對(duì)性的改善對(duì)策，比如說，當(dāng)抽油機(jī)的負(fù)荷率范圍為20%-30%時(shí)，大多為設(shè)備出現(xiàn)砂卡，這時(shí)候技術(shù)人員就可以采用增大電動(dòng)機(jī)容量的方式來保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 油田配電網(wǎng)無功補(bǔ)償相關(guān)原則

2.1 總體平衡與局部平衡相結(jié)合的原則

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的油田地面工程配電網(wǎng)具有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)多的應(yīng)用特點(diǎn)，針對(duì)此類配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，一定要充分考慮局部平衡和整體平衡的有效協(xié)調(diào)。換句話說，在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，首先要考慮全網(wǎng)總無功平衡，然后在此基礎(chǔ)上結(jié)合各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分站、分線平衡，以此來避免出現(xiàn)無功補(bǔ)償不均衡的情況。

2.2 集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的原則

集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償?shù)挠行ЫY(jié)合可以使系統(tǒng)無功補(bǔ)償達(dá)到最佳效果，這里所說的集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合，簡單地說，就是在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集中無功補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，再進(jìn)行平衡補(bǔ)償，以此來確保整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分都能實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，進(jìn)而以最佳的狀態(tài)運(yùn)行。為了滿足現(xiàn)階段油田配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，技術(shù)人員在進(jìn)行集中補(bǔ)償時(shí)，大多將重點(diǎn)放在主變壓器的無功損耗上，但是，由于配電網(wǎng)中還涉及了無功功率的輸送線路，這部分線路是無法進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)?，這時(shí)，就需要分散補(bǔ)償來降低線路損耗。結(jié)合目前油田配電網(wǎng)的運(yùn)行需求來看，在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，需要以分散補(bǔ)償為主，集中補(bǔ)償為輔的原則。

2.3 無功補(bǔ)償其他常用原則

除了上述兩項(xiàng)原則外，油田配電網(wǎng)無功補(bǔ)償若想達(dá)到預(yù)期效果，還需遵循以下3項(xiàng)原則，分別是低壓補(bǔ)償為主，分散補(bǔ)償為輔原則；降損為主，兼顧調(diào)壓原則；供電部門無功補(bǔ)償和用戶無功補(bǔ)償相結(jié)合原則。其中，降損為主，兼顧調(diào)壓原則主要針對(duì)于線路長、分支多、功率因數(shù)低且負(fù)荷分散的情況，采用這一補(bǔ)償方式，可以使補(bǔ)償達(dá)到最佳效果，進(jìn)而保證線路的供電能力滿足需求。

3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)油田配電網(wǎng)補(bǔ)償方式的確定

3.1 變電站集中補(bǔ)償方式

現(xiàn)如今，能夠滿足油田電網(wǎng)運(yùn)行的補(bǔ)償方式有很多，但根據(jù)補(bǔ)償側(cè)重點(diǎn)不同，收獲的效果也不盡相同。實(shí)踐證明，對(duì)于現(xiàn)階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)油田電網(wǎng)的運(yùn)行需求來看，最佳的補(bǔ)償方式就是在降壓變電站二次母線上進(jìn)行無功補(bǔ)償，這種方式不僅可以節(jié)能降耗，而且還可以有效避免無功倒送的現(xiàn)象，對(duì)線路電壓穩(wěn)定性的提高具有重要意義。補(bǔ)償裝置也相對(duì)而言比較靈活，目前以并聯(lián)電容器或靜止補(bǔ)償器應(yīng)用最為廣泛。

3.2 桿上無功補(bǔ)償方式

在油田配電網(wǎng)中，存在一些干線10km以上的先線路，這些線路的特點(diǎn)主要是負(fù)荷較重且電壓質(zhì)量差。對(duì)于此類線路的無功補(bǔ)償，需要采用桿上無功補(bǔ)償，該補(bǔ)償方式具有點(diǎn)量少、補(bǔ)償集中、控制方法簡單等特點(diǎn)。但需要注意的是，為了保證無功補(bǔ)償效果，輕載時(shí)功率因數(shù)要盡量控制在1以內(nèi)。

3.3 隨器補(bǔ)償

即通常說的低壓集中補(bǔ)償，配電變壓器的二次側(cè)連接熔斷器，在連接低壓電容器，這也決定了固定和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償均可采用。由于固定補(bǔ)償方式具有運(yùn)行效率高、便于維護(hù)、接線簡單等特點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行電網(wǎng)大多采取固定補(bǔ)償方式。而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式在一些技術(shù)上雖然有比較明顯的優(yōu)勢，但由于運(yùn)行時(shí)維護(hù)起來比較麻煩，使用效果不是很好。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文主要以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)階段油田地面工程的實(shí)際情況，提出一種科學(xué)、有效的電力網(wǎng)無功優(yōu)化技術(shù)，以此來更好的推動(dòng)油田生產(chǎn)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的油田地面生產(chǎn)配電網(wǎng)存在多個(gè)用電負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，如果不能結(jié)合實(shí)際情況對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行合理優(yōu)化，那么勢必會(huì)導(dǎo)致線路運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生損耗。因此，出于對(duì)生產(chǎn)成本和整體效益的考慮，電力技術(shù)部門應(yīng)不斷優(yōu)化電力網(wǎng)無功管理技術(shù)，詳細(xì)分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與無功負(fù)荷等情況，時(shí)時(shí)監(jiān)測、分析和計(jì)算正常運(yùn)行的常規(guī)參數(shù)，并以此為依據(jù)制定切實(shí)可行的無功優(yōu)化補(bǔ)償方案，為油田配電網(wǎng)安全、可靠的運(yùn)行提供充足的保障。