[01365985]基于油田电网负荷特性的电压无功协调优化关键技术开发及应用

油田电网的电压水平和电能质量是保障油田正常生产的重要前提,无功优化和谐波治理是油田企业节能增效的一种重要措施。目前,油田电网生产和运行中存在的主要问题包括：（1）抽油机负荷周期性变化和上下冲程负荷波动大的原因,造成油田电网功率因数低下,造成油田电网损耗大和运行经济性低的问题。（2）大量应用的抽油机变频器存在“倒发电”和谐波问题,严重影响油田电网的电压质量和设备的安全运行。（3）油田电网变电站采用电容器组集中补偿方式无法适应负荷的动态波动要求,影响油田电网的电压水平和和电能质量。目前油田采用的电压无功调控方案适用性差,无法满足油田电网的安全经济运行的要求。为此,考虑油田负荷实际特性,对油田电网的电压无功协调关键技术开展研究,创新油田电网电压无功协调控制理论,对提高油田电网安全优化运行具有重要的实际应用价值。 该项目在中石化科技部科技计划项目、胜利油田管理局科研项目和抚顺石油化工研究院科研项目的支持下,历经9年攻关,突破了油田负荷动态时空特性复杂多变下无功补偿的技术瓶颈,取得重大理论与技术创新： （1）在抽油机负荷动态特性和无功流动距离最优基础上提出了抽油机区域就地无功补偿技术。该技术综合考虑380V/6kV配电变抽油机区域的无功流动距离最小、补偿装置成本最低和综合平均功率因数满足要求,该技术具有成本低和可靠性高的优点。与其他现有技术相比,在油田低压无功补偿理论方面取得了重大突破。 （2）提出考虑负荷动态特性的抽油机变频器群谐波治理和功率回馈技术,解决了油田抽油机变频器的谐波治理和能量回馈问题,对油田抽油机变频器的推广应用起到极大的促进作用。该技术与现有技术相比技术先进,达到国际先进水平。 （3）在考虑负荷动态特性的基础上,提出了基于负荷概率模型的油田配电线路高压无功补偿优化技术和基于差分进化算法的区域电网无功优化技术。与现有技术相比该技术的分析方法鲁棒性强,优化措施可靠性强,经济性高,达到国际先进水平。 该项目已授权发明专利26件,授权实用新型专利6件,发表论文19篇,使该项技术获得了全面的知识产权保护。培养了博士生5名,硕士生30名,项目成果得到中石化科技部和油田电力公司的高度认可,形成有重要影响和显著特色的油田电网无功补偿技术创新团队。项目从2015年实施至2019年来为项目共创造经济效益15567.6万元。研究成果已经在胜利油田电网系统实施应用,该系统内各电压等级网络实现了电压无功协调优化控制,电压质量明显改善,潮流分布更加合理,电网安全可靠性得到提高,电网损耗效益显著。本课题研究成果的推广应用,对于石油石化企业节能减排、降本增效、保障安全具有重要的现实意义。 中国石油和化学工业联合会组织的鉴定专家组认为该项目整体达到国际先进水平。