Содержание к диссертации
Сокращения, принятые по тексту диссертации 4
Обозначения физических параметров принятые по тексту 5
диссертации
Введение 8
Глава 1. Применение принципов системного подхода к решению 19
проблемы энергосбережения на предприятиях нефтедобычи
Используемые положения общей теории системного анализа 19
Отображение общих принципов системного анализа на предметную 2? ф область предприятий нефтедобычи
1.3. Формирование конкретных задач проблемы энергосбережения 42
Глава 2. Оптимизация потерь мощности в основном технологическом 44
оборудовании нефтедобычи
Формализация параметров среды 44
Согласование параметров оборудования с параметрами среды 50
Результаты моделирования подсистемы: добычное оборудование - 56
пласт
Выводы по главе 59
Глава 3. Оптимизация потерь мощности с согласованием параметров 60 нагрузок, отходящих линий и узлов распределительных
А электрических сетей
3.1. Расчетные схемы и аналитические модели подсистемы: 61
исполнительный модуль электротехнического комплекса добычной
скважины - сопряженный участок отходящей линии
Математическая модель подсистемы: групповая нагрузка — 69 отходящая линия
Определение рационального уровня напряжения в центре питания 84
электротехнического комплекса предприятия
Выводы по главе 90
Глава 4. Оптимизация потерь электрической энергии при отклонениях и 91
ф колебаниях питающего напряжения исполнительного модуля -
ЭКДС с поверхностным приводом (ПП) и их
коммутации
Метод расчета граничных параметров и исследование режима 91 работы исполнительного модуля - ЭКДС с ПП в установившихся и переходных процессах
Метод расчета граничных параметров исполнительного модуля при 97 использовании компенсирующих установок
Математические модели исполнительного модуля - ЭКДС с ПП в 100 пусковых режимах с учетом (и без учета) компенсирующих установок
|t Выводы по главе 106
Глава 5. Совершенствование технических средств автономного и 107
централизованного регулирования режимов электропотребления...,.
5.1. Технические средства для компенсации потерь напряжения в 107
установившихся и динамических процессах
5.2. Автоматическая стабилизация рационального уровня напряжения на 121
секциях распределительных шин центра питания
Регулирование параметров поверхностных приводов винтовых 136 насосов
Экономические, экологические и социальные аспекты проблемы 142
энергосбережения
5.4.1. Некоторые экономические оценки потерь энергии в 143
НГДУ
Выводы по главе 151
Заключение 153
Список литературы 156
Приложение I. Результаты физического моделирования винтовых 168 насосных установок
Приложение П. Обобщенные данные по результатам математического 170 моделирования режима напряжения отходящей линии.
Приложение III. Математическая и экономическая модели по 171
определению энергетических характеристик и экономических
показателей ВНУсПП, результаты математического моделирования,
таблицы и графики зависимостей
Приложение IV. . Математическая и экономическая модели по 177
определению энергетических характеристик и экономических
показателей ШСНУ, результаты математического моделирования,
таблицы и графики зависимостей
Приложение V. Суточные графики активной мощности потребляемой 183
ВНУсПП
Приложение VI. Фотографии 185
Сокращения, принятые по тексту диссертации
АСУЭ - автоматизированная система
управления электроснабжением и
электропотреблением, АРТ-1Н - автоматический регулятор
коэффициента трансформации
напряжения; БАР - блок автоматического
регулирования; БУ - буровая установка; ВНУ - винтовая насосная установка; ВНУ с ГТЭД - винтовая насосная
установка с погружным
электродвигателем;
ВНУ с П..П винтовая насосная
установка с поверхностным
приводом;
ГП..П. - главная понизительная
подстанция; ДНС - дожимная насосная станция; ДТ - датчик тока; КНС - кустовая насосная станция; КТП - комплектная трансформаторная
подстанция, КУ - компенсирующие установки; НГДУ - нефтегазодобывающее
управление; НГДК - нефтегазодобывающий
комплекс, который включает в
себя и переработку нефти; НГДП - нефтегазодобывающее
предприятие - малая нефтяная
компания; НХС - народно-хозяйственная
система,
СЭС - система электроснабжения; УПК - установки продольной
компенсации; УПЕК - установка поперечной
компенсации,
УЭЦН - установка
электроцентробежного насоса; ШСНУ - штанговая скважинная
насосная установка, ЦП - центр питания; ЭКДС - электротехнический комплекс
добычной скважины; ЭКП - электротехнический комплекс
предприятия; ЭНУ - электронасосные установки; ЗДЧ -задачи;
ИМ - исполнительный модуль, ИУС - информационно - управляющая
система; МПРО - модуль преобразования,
распределения и обеспечения; МСПОИ - модуль сбора и
предварительной обработки
информации, МУ - модуль управления; ОБСП -- обеспечение; ОР - объект рассмотрения; ҐТК - продукт конечный; ПП- продукт полезный; 11РТВР - противоречие, ПЭД - погружной электродвигатель, РПН - регулятор напряжения под нагрузкой.
Обозначения физических параметров, принятые по тексту
G - дебит скважин;
а - угол наклона оси скважин по отношению к вертикали;
h - мощность пласта;
(3- угол наклона скважины по отношению к горизонтальной скважине;
Rk, - радиус в точке, размещенной на контуре питания;
гс- радиус нормального сечения забойной поверхности скважины,
р - радиус забоя по подошве,
ju - динамическая вязкость;
/4, fa - вязкость нефти и вязкость вытесняющего реагента (воды);
1\ - пластовое давление на контуре питания;
IX- давление в скважине,
AD^Dc-Do -разность забойных давлений нагнетательных и добывающих
скважин; Ы)п - рациональный начальный максимальный перепад давления между
забоями нагнетательной и добывающей скважин; G = /(>), #0.у.= /()), Hp.M.=/(D) - подача (дебит), осевое усилие и реактивный
крутящий момент насоса в функции от давления; Yo - соотношение плотностей вытесняющего реагента и нефти в пластовых
условиях; И^ср- параметр, описывающий эксцентричность эллиптической скважины, п - количество стволов в многозабойной скважине; т(/) - интегральная экспоненциальная функция, Кф - фильтрационный коэффициент (Кф<1); этот коэффициент уменьшает
подвижность закачиваемой воды, .ун - скольжение; /гн - частота тока в роторе,
Р]Н - номинальная мощность, потребляемая электродвигателем из сети; A1J - общие потери в АД (асинхронном двигателе) в номинальном режиме, Л і, Р-а, Рст, Л-р, Рцф - потери в обмотках статора, ротора, в стали ротора, потери
на трение и добавочные потери; /J]u - мощность, потребляемая АД при холостом ходе; Рз1п - потери в обмотках статора при пуске;
АРц.і - потери активной мощности на участке между ьтым и /-1 узлами; АОц-1 - потери реактивной мощности на участке между /-тым и 1-і узлами, 0Ci - реактивная мощность установки поперечной компенсации /-того узла в
функции напряжения (/,; Pi, Oj, APif номинальные значения активной, реактивной мощности и потерь
активной мощности в электроприемнике, подключенном к /-тому узлу; P„„-s Q„,;, АР„„ - значения активной, реактивной, мощностей и потерь активной
мощности с учетом коэффициента загрузки при номинальном напряжении:
ДЛ, - суммарные потери активной мощности в электрооборудовании.
подключенном к линии; Д_Р]; и A0SI - суммарные потери активной и реактивной мощности в проводах
отходящей линии; ДР- общие суммарные потери активной мощности в проводах отходящей
линии; SSe^ZSn,-,- базисное значение полной мощности - полная суммарная
номинальная мощность электрооборудования, подключенного к узлам
отходящей линии;
.Р(), .?„-номинальные активная и реактивная мощности
электрооборудования, подключенного к узлам отходящей линии,
Z/"*„,,i,X?„,,! -номинальные активная и реактивная мощности всех отходящих линий, подключенных к секциям шин центра питания (ЦП);
Gym*- - реактивная мощность установки поперечной компенсации;
Рзо, Озо' усредненные за 30 минут значения активной и реактивной мощности,
потребляемые узлом нагрузки; Рдог- активная договорная мощность; Оэ), Оэ-2 - экономические значения реактивной мощности в часы минимума и
максимума энергосистемы; ЛР = Pso - Рдо^., ЛО = О so - Оэ/, ЛО = /Qsq - Оэ/ - превышение (отклонение)
активной договорной мощности и экономических значений реактивной
мощности в часы минимума и максимума нагрузки энергосистемы; coscpn - коэффициент мощности в режиме холостого хода; г}з - к.п.д. электрооборудования, подключенного к линии; Хк - индуктивное сопротивление короткого замыкания (к.з.),
/?2 - приведенное активное сопротивление обмотки ротора;
/?о, Хп - активное и индуктивное сопротивления контура намагничивания;
/?!з /?2 - активные сопротивления обмоток статора и ротора;
R,„ X,h - активное и индуктивное сопротивление линии;
ХС,Х„К1, Хпк2 - емкостные сопротивления установок поперечной и продольной
компенсации; ZT - модуль полного сопротивления ветви схемы; /ЦьMSbMu - номинальный, пусковой и максимальный моменты, тс - момент сопротивления;
7W - механическая постоянная вращающихся масс; Чр - критическое скольжение; К Kq, Ка - коэффициенты статических характеристик по активной,
реактивной мощности и по потере активной мощности установок
электроцентробежных насосов в функции напряжения, К, - коэффициент загрузки;
Чігг ^кл > ^]іом ~ соответственно напряжение в начале и конце линии.
номинальное напряжение; Д(/, ,.у - потери напряжения на участке между /-тым и /-І узлами; Uі - напряжение /-го узла нагрузки; Up, (Л-, U„Ki, Ui)K2~ значения напряжения в начале линии, на зажимах установки
поперечной компенсации и на зажимах установок продольной
компенсации; Uci ~ (Люм. - базисное значение напряжения -номинальное напряжение
отходящей линии; (./,, С/2- значения напряжения на первичной стороне силового трансформатора
и в центре питания электрических нагрузок, (У0 - пространственный вектор напряжения статора,
(Л) - напряжение на вводе в скважину (напряжение погружного электродвигателя с учетом потерь напряжения в питающем кабеле):
Uj(l), Uopt.i(t) - текущее и оптимальное (рациональное) .значения напряжения ь
1-х контрольных точках распределительной сети, AU =/(/- Uop/- отклонение напряжения от оптимального (рационального)
уровня в центре питания или в других контрольных точках
распределительной сети, Кт - коэффициент трансформации силового трансформатора: Ли, /|фн - номинальные линейный и фазный токи, Уп - пусковой ток АД;
/'], i2 - пространственные векторы токов статора и ротора; /т - ток ветви схемы с нагревателем;
W\>Wi- пространственные векторы потокосцепления статора и ротора; в- угол между соответствующими осями неподвижной и вращающейся координатных систем;
р - символ дифференцирования (—);
j - символ мнимой части комплексного числа.
Введение к работе
Многие месторождения не только Урало-Поволжья, но и России в целом, находятся в поздней или завершающей стадии эксплуатации. Как правило, в этих условиях добываемая нефть характеризуются высокой вязкостью, наличием в составе асфальто-смоло-парафинистых отложений.
В последние годы резко возросла роль нефтяных предприятий в экономике страны, в народнохозяйственной системе в целом, а исследования, проводимые в нефтедобывающей отрасли и направленные на повышение эффективности нефтедобычи, при одновременной оптимизации потерь электроэнергии, являются ныне весьма актуальными. Нефтегазодобывающие управления (НГДУ) являются крупными и ответственными потребителями электрической энергии, для которых характерны большая протяженность распределительных электрических сетей и территориальная рассредоточенность потребителей электрической энергии. Проблемы предприятий нефтедобычи усугубляются низкими пластовыми давлениями, склонностью содержащихся в нефти компонентов к структурообразованию. В результате количество малодебитных скважин, т.е. имеющих дебит до 5 т/сут, непрерывно растет. Например, в ОАО АНК «Башнефть» такие скважины составляют свыше 80 % от общего фонда. Значительное количество скважин имеет дебит менее 3 т/сут. В частности, в ОАО «Татнефть» их свыше 20 % от всего фонда. Увеличение фонда малодебитных скважин происходит и за счет ввода в эксплуатацию месторождений с трудно извлекаемой нефтью, в частности высоковязкой и неньютоновской, с низкими пластовыми давлениями и т.д. Серьезные проблемы возникают при добыче битумов, запасы которых в Республике Татарстан значительны.
При насосной эксплуатации нефтяных скважин наиболее распространенными являются штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) и установки электроцентробежных насосов (УЭЦН). Первые из них используются в малодебитных скважинах и характеризуются как громоздкое,
металлоемкое и дорогое наземное оборудование. Для УЭЦН характерно применение в высокодебитных скважинах. Общим недостатком этих установок, является сложность в обслуживании и неустойчивость в работе при добыче жидкости с высоким содержанием механических примесей и газа.
Анализ структуры себестоимости добычи нефти показывает, что расходы на электроэнергию составляют в ней 30...50 %, а амортизационные отчисления, зависящие от стоимости эксплуатационного оборудования, достигают 20...30%. Эти данные являются определяющими при выработке стратегии повышения эффективности механизированной добычи нефти, которая может быть реализована только с помощью комплекса организационно-технических и технологических мероприятий.
Существующие механизированные способы добычи нефти штанговыми скважинными насосными установками не обладают способностью создать стационарное движение жидкости в пласте. Поэтому для создания стационарного потока в скважине используют электроцентробежные насосные установки, но их применение для добычи высоковязкой нефти из малодебитных скважин практически невозможно, так как они обладают большой производительностью при низком давлении на выходе насоса, что нерационально в указанных условиях.
Наиболее перспективным для добычи высоковязкой нефти из малодебитных скважин является использование винтовых насосных установок. Винтовые насосные установки с погружным электродвигателем для добычи высоковязкой нефти создают стационарные потоки жидкости в пласте, но их практическое использование ограничено гидрогеологическими и гидродинамическими условиями месторождения. Из анализа технической литературы и опыта эксплуатации винтовых насосов с погружным электродвигателем можно сделать вывод, что ресурс этих установок не продолжителен. Это связано с тем, что высокая скорость вращения винта в статоре приводит к быстрому износу оборудования, а электродвигатель,
обладающий низкой частотой вращения, с учетом заданных поперечных габаритов скважины создать практически невозможно. Поэтому, как один из перспективных, рассматривается вариант вращения винтового ротора при помощи колонны вращающихся штанг от поверхностного привода.
Винтовые насосные установки с поверхностным приводом получили в последние годы широкое распространение. Эти установки наиболее соответствуют требованиям эксплуатации малодебитных скважин с вязкой и высоковязкой нефтью.
Для получения максимальной нефтеотдачи пластов при минимальных затратах электрической энергии согласно технологии добычи необходимо создание стационарных потоков и упруго-замкнутого режима фильтрации в пласте. Для реализации этой технологии наиболее рационально применение винтовых насосных установок с поверхностным приводом, обеспечивающих низкую частоту вращения штанговой колонны, за счет чего обеспечивается оптимальный режим работы системы «пласт - насос - привод» и минимизируются энергозатраты, что в сочетании с высокой работоспособностью и нагрузочной способностью гарантирует эффективность процесса нефтедобычи.
При разработке новых комплексов и установок особое внимание обращено на согласование их рабочих параметров с режимными параметрами скважины с целью обеспечения заданного режима притока нефти в скважину. Регулирование скорости вращения штанговой колонны позволяет установить подачу насоса, соответствующую дебиту скважины, в результате чего создается наиболее благоприятный режим нефтеотдачи пласта. Особенно остро стоит необходимость решения такой задачи при разработке месторождений с высоковязкой нефтью и тех, что находятся на поздней стадии разработки.
Данная диссертационная работа направлена на решение сформулированной выше важной народно-хозяйственной проблемы по оптимизации потерь электрической энергии в электротехническом комплексе
предприятия (ЭКП) нефтедобычи.
Э.КДС включает в себя: винтовую насосную установку с поверхностным приводом, станцию управления с защитой, систему контроля и передачи информации и увязывает в единую систему гидродинамику месторождения, технику и технологию, электроэнергетику, экономику и экологию.
Тема диссертационной работы и решаемые в ней задачи по разработке, исследованию и оптимизации режимных параметров СЭС при добыче вязкой, высоковязкой нефти и битумов, как представляется, являются весьма актуальными в контексте современных научных поисков, направленных на повышение эффективности процесса энергосбережения в механизированной добыче нефти.
Исследования по проблемам оптимизации структур и режимов систем электроснабжения базируются на фундаментальных исследованиях отечественных, и зарубежных ученых, они выполнялись как в академических и отраслевых институтах, так и в учебных институтах: в частности, в Альметьевском нефтяном институте - с участием автора.
Немалый вклад в разработку названного направления внесли такие российские ученые-исследователи, как Абрамович Б.Н. [1 -3], , Гамазин СИ. [16], Ермилов А.А. [27], Жежеленко И.В. [28-30], Железко Ю.С. [31 -36], Карпов Ф.Ф. [47], Кудрин Б.И. [57], Кучумов Л.А, [58], Мельников Н.А. [63], Меньшов Б.Г.[65-66], Мукосеев Ю.Л. [67], Немцев Г.А. [68-71], Папков Б.В. [74,75], Поспелов Г.Е. [81,82], Солдаткина Л.А. [90]. Обилие вопросы оптимизации режимов электрических сетей рассмотрены в работах Веникова В,А. [13-15], Идельчика В.И. [40,41], Карпова Ф.Ф. [47] Мельникова Н.А. и Солдаткиной Л,А. [62, 63]. Автоматизации проектирования и применению ЭВМ для управления режимами СЭС посвящены труды [15, 22, 35, 48-50, 65, 72, 79, 96]. В последнее время уделяется повышенное внимание совершенствованию приборов учета электроэнергии в связи с участившимися случаями ее перерасходов и хищений.
За рубежом наибольших успехов в этой области достигли фирмы General Electric, Westinghouse Electric, Venturon и некоторые другие. В результате исследований был создан ряд новых современных элементов системы электроснабжения. Получили дальнейшее развитие установки поперечной (УПЕК) и продольной (УПК) компенсации. Значительно расширилось применение микропроцессорной техники, использование автоматических и автоматизированных систем различных уровней.
Эффективность предприятий нефтедобычи, в частности, предприятий Вол го-Камского региона, в последнее время характеризуется следующим:
1. Затраты растут, объемы добычи падают. Доля затрат на электроэнергию
зачастую доходит до 50 % от всех затрат предприятия нефтедобычи.
2. На фоне общего истощения эксплуатируемых месторождений резко
возрастает число скважин, находящихся в поздней или завершающей стадии
функционирования. Извлекаемая нефть характеризуется высокой вязкостью,
большим содержанием асфальто-смоло-парафинистых компонентов и низкими
пластовыми давлениями.
Практика показывает, что на таких промыслах затраты на электроэнергию возросли особенно резко (только в ОАО АНК "Башнефть" таких скважин уже 80 %; в ОАО "Татнефть" - 20 %).
В основу методологии исследования положены общие принципы
системного анализа сложных динамических объектов: вычленение,
отображение, разделение по модули, отбрасывание несущественных связей.
При формировании системно-обоснованных рекомендаций по
энергосбережению на предприятиях нефтедобычи, следует предварительно:
конкретизировать используемые принципы системного подхода;
отобразить эти (общие) принципы на предметную область объекта исследования,
-сформировать системно обоснованный перечень технико-технологических задач и последовательность их решения так, чтобы их
совокупность дала решение проблемы энергосбережения в целом.
Основной проблемой настоящего исследования, определяющей его научную значимость и новизну, является решение народнохозяйственной задачи по энергосбережению в нефтяной промышленности. Работа выполнялась в соответствии с планом реализации комплексных научно-технических программ, которые направлены на совершенствование систем электроснабжения, электрооборудования, повышение эффективности, безопасности и экономичности использования электрической энергии в народнохозяйственной системе.
Целью настоящей работы является: системный анализ электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи, обеспечивающий повышение эффективности работы этих комплексов за счет минимизации потребления электроэнергии при сохранении производительности нефтедобывающего оборудования, используемого на месторождениях в завершающей стадии эксплуатации.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработать методологию исследования таких сложных многоуровневых
систем, как электротехнический комплекс нефтегазодобывающего управления,
позволившую осуществить декомпозицию, не нарушая системных свойств и
связей,
-оптимизировать энергопотребление и режимы регулирования напряжения в электротехнических комплексах добычной скважины и нефтедобывающего предприятия;
- произвести сравнительный анализ насосных установок, используемых
для нефтедобычи на малодебитных скважинах с высоковязкой нефтью и
исследование систем их привода для обеспечения снижения энергозатрат при
нефтедобыче;
-оптимизировать энергопотребление за счет разработки рациональных законов регулирования напряжения и использования индивидуальных
установок продольной и поперечной емкостной компенсации в электротехнических комплексах отходящих линий, обеспечивающих работу куста нефтедобывающих скважин;
- произвести экономическую оценку предложенных технических решений
Методологической основой исследования являются: основные положения общенаучного системного подхода, методы математического моделирования СЭС
Научно-технические дисциплины и методы, используемые в работе: теория электрических цепей, методы математического моделирования, общие принципы системного анализа, прикладная гидродинамика.
На первом этапе исследованы режимы работы электротехнического комплекса добычной скважины (ЭКДС), на втором - электротехнического комплекса предприятия (ЭКП).
В результате исследований графиков зависимостей, полученных при вариации зависимых и независимых переменных параметров, были выработаны рекомендации по выбору рациональных параметров режима напряжения и электропотребления и по рациональному использованию компенсирующих установок и стабилизирующих устройств.
Объектами исследования являются - электротехнические комплексы и системы электроснабжения и электрооборудования предприятий нефтедобычи и специальная техника - винтовые насосные установки (ВНУ) с поверхностным приводом (ПП).
Объект рассмотрения является неотъемлемой составной частью технических систем более высокого уровня. Методом деКОМПО'ШіиіІ! технические системы высокого уровня разделены на составные части -исполнительные модули, которые обеспечивают эффективное и безопасное функционирование этих систем в широком диапазоне внешних воздействий.
Область исследования: изучение системных свойств и связей, физическое, математическое моделирование электротехнических комплексов и систем;
исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах при разнообразных внешних и внутренних воздействиях
Научная новизна и теоретическая значимость исследований заключается в следующем:
1. Предложена концепция оптимизации потерь электроэнергии
учитывающая принципы построения электротехнических комплексов и н\
систем электроснабжения и режимы работы этих комплексов и систем и
обеспечивающая требуемую производительность технологического
оборудования.
2, Разработаны математические модели и методы расчетов, позволившие
оценивать принимаемые технические решения на стадии проектирования,
создания и эксплуатации ЭКДС и ЭКП и их систем электроснабжения с учетом
основных внешних и внутренних возмущающих воздействий (провалов
напряжения в электрической сети и изменения вязкости и гидродинамических
свойств добываемой эмульсии).
Основные результаты настоящего исследования:
Предложена концепция оптимизации потерь электрической энергии и стратегия регулирования режима напряжения и электро потреблен и я электротехнических комплексов и систем нефтедобычи.
Установлена специфика режимов работы электротехнических комплексов добычной скважины (ЭКДС) и сформулированы требования к её питающей электрической сети.
Получена математическая модель электротехнического комплекса добычной скважины (ЭКДС), позволяющая определять его энергетические параметры, а также параметры компенсирующих установок в установившихся и переходных режимах. Отличительной особенностью данной математической модели является учет гидродинамических и физических параметров скважины,
Получена математическая модель и методика расчета отходящей линии,
отличающаяся от известных использованием нелинейных зависимостей энергетических параметров от напряжения рассматриваемого узла нагрузки. Математическая модель позволяет определить напряжение в начале отходящей линии, эквивалентные параметры всей линии; активная, реактивная и ію:іп;ін мощности, потери напряжения в линии, эквивалентные потери активной и реактивной мощности в этой линии и в электрооборудовании подключенной к ней.
На основе полученных нелинейных зависимостей потерь активной мощности отходящих линий методом по координатного суммирования определены оптимальные и рациональные уровни напряжения ЭКГТ т.е. центра питания.
Показано, что автоматическая стабилизация рационального уровня напряжения позволяет минимизировать потери активной мощности и потребление электроэнергии ЭКП.
Практическая ценность диссертационной работы состоит в следующем:
разработана функциональная схема, физически реализован электротехнический комплекс добычной скважины с индивидуальными компенсирующими установками (КУ), системой управления режимом работы, оснащенный узлом индивидуального коммерческого и технического учету фактического потребления электрической энергии и регистрацией её качества.
проведены экспериментальные исследования по влиянию отклонения напряжения на режим работы ЭКДС и ЭКП на основе полученных получасовых графиков активной и реактивной мощности, при одновременной работе КУ п устройств автоматической стабилизации рационального уровня напряжения.
- разработана методика по определению количества переключений в сутки
привода РП.Н и оптимальных уставок блока автоматического регулирования
(БАР). - проведены экспериментально-промышленные исследования с использованием статических компенсаторов потерь напряжения и реактивной
мощности и блока автоматического регулирования привода РІШ,
представлены в первые результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ВНУ с ПП в установившихся и переходных режимах.
получены граничные значения энергетических параметров установившихся и переходных процессов, позволяющих повысить степень автоматизации системы электроснабжения НГДУ.
получен годовой экономический эффект в размере 146304 рубля по одной подстанции за счет поддержания обоснованного рационального уровня напряжения и снижения договорной мощности на 0,7 % и экономии фактического потребления электрической энергии на 338224 кВт*ч в год., подтвержденный «Актом внедрения».
Апробация исследования.
Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались, на 2-й Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки». Естественные науки. Информатика, вычислительная техника, АСУ, электроника, энергетика (г. Самара 2001 г); на научно-технической конференции «Альметьевского нефтяного иститута-2000» (г. Альметьевск, 2000г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Большая нефть: Реалии, Проблемы, Перспективы» (г. Альметьевск, 2000г.); на Юбилейном X Всероссийском (с международным участием) Туполевском чтении студентов. Научная конференция (г Качані.. 2002г); на международной научно-технической конференции «Нефть и гач Западной Сибири» (г, Тюмень, 2003г.); на научно-практическом семинаре кафедры «Электроэнергетика» АлНИ (г. Альметьевск, 2003г.), на Объединенном научном семинаре кафедр АСУЭП, ЭсПП, ЭМТЭП Чувашского госуниверситета (г. Чебоксары, 2003г.)
Публикации.
Общее количество публикаций по теме диссертации - 9 печатных работ.
Результаты научных исследований отражены в двух отчетах, прошедших государственную регистрацию, и в двух методических разработках для студентов Альметьевске го нефтяного института.
На защиту выносятся следующие положения:
(.Оптимизированные структуры ЭКДС и усовершенствованные схемы электроснабжения ЭКДС и Э.КП, обеспечивающие минимизацию потерь электроэнергии в этих комплексах, не нарушающие режим работы технологического процесса нефтедобычи и обеспечивающие качество электрической энергии питающей электрической сети согласно ГОСТ 13109-89.
Разработанные математические модели и методы расчетов ЭКДС, учитывающие воздействие внешних и внутренних возмущающих факторов в виде провалов напряжения в электрической сети и изменения вязкости и гидродинамических свойств добываемой эмульсии.
Усовершенствованные математические модели и методы расчетов отходящей линии, использующие нелинейные зависимости активной, реактивной и полной мощности ЭКДС и потери активной мощности в функции напряжения вместо номинальных параметров этого комплекса и регулирующих коэффициентов статических характеристик,
Результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ЭКДС в установившихся и переходных процессах и ЭКП в установившихся процессах, позволяющие выявить случайные и закономерные изменения параметров режима напряжения и электропотребления и сформулировать требования к её питающей электрической сети.
Структура и содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 185 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 124 наименований и 6 приложений.
Похожие диссертации на Повышение эффективности работы электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи
