苏里格南电力系统节能优化研究

唐大智，刘炳森，乔 鹏，张雅宁

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司 （陕西 西安 710018）

苏里格南电力系统节能优化研究

唐大智，刘炳森，乔 鹏，张雅宁

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司 （陕西 西安 710018）

苏南电力系统根据总体规划配套35kV变电站先期建成投运，后期生产电力负荷建设滞后，存在变电站主变容量大，已投运负载远低于主变出功现象。另外，气田生产和环境温度紧密相关，冬季需要投大功率电伴热、电暖器等，造成冬季负荷重、夏季负荷轻，负荷变化大，夏季负荷轻功率因数低于电网要求的标准值，存在力率调整电费被罚款现象。针对这些情况，通过分析探讨，提出相应措施，以此满足电网稳定运行。同时，节约电能、减少不必要的电费支出，起到降本增效的作用。

电力系统；主变；功率因数；电价

1 电力系统现状

1.1 电源

苏南区块位于鄂尔多斯市鄂托克前旗与乌审旗境内，建成并投运苏南-C1站、苏南-C2站。苏南-C1站设35kV变电站1座，电源引自鄂托克前旗城川110kV变电站，为单回路。

1.2 供配电

苏南-C1站设35kV变电站，负责为苏南所有生产提供电力保障。苏南-C1站、苏南-C2站通过双回进线引自该变电站。站内各安装1台200kW应急发电机，作为备用电源保证外电失电情况下的应急供电。

井丛分为含注醇泵系统的BB9′井丛和普通BB9井丛。BB9′井丛供电采用单回10kV线路引自35kV变电站，就地设置10/0.4kV杆子变压器，低压侧设置动力配电箱。普通BB9井丛采用太阳能及风光互补发电装置作为通信及仪表供电。

1.3 配电线路

苏南-C1集气站内设35kV变电站1座，采用单回35kV线路引自城川110kV变电站。单回线路总长约为35km。

苏南-C1/C2集气站内设10kV高压配电间，采用双回10kV线路至35kV变电站。苏南-C1站采用地埋敷设方式，单根长约100m。苏南-C2站采用架空线路，单回线路长约25km。

井丛供电目前是（BB9′）16座，由35kV变电站10kV高压出线柜引出至各井丛采用单回路架空线路，线路总长约141km。

2 供电总体规划

2.1 规划用电负荷及用电量

主要用电负荷包括4座集气站及含注醇泵系统的井场（BB9′）两部分。

2.1.1 集气站

1）GGS1设计负荷为487kW，年耗电量为292.2×104kWh。

2）GGS2设计负荷为478.9kW，年耗电量为287.2×104kWh。

3）GGS3/GGS4设计负荷为358.3kW，年耗电量为214.9×104kWh。

2.1.2 井场

注醇井场的计算负荷为16.2kW，年耗电量为16×104kWh；普通井场的计算负荷为0.4kW。初期规划总负荷见表1。

表1 初期规划总负荷表

2.2 已建成用电负荷和用电量

由于苏南建设进度较总体规划滞后，规划中的GGS3/GGS4暂未实施，GGS1/GGS2较原设计规划压缩机增压推后。

2.2.1 集气站

1）GGS1计算负荷为141kW，年耗电量为84.6×104kWh，是设计用电量的28.95%。

2）GGS2计算负荷为133kW，年耗电量为79.8×104kWh。是设计用电量的27.78%。

2.2.2 井场

注醇井场实际负荷为3.68kW，年耗电量为3.63×104kWh，是设计用电量的22.71%。建成投运16座，年耗总电量58.08×104kWh，见表2。

表2 目前实际安装负荷

2.3 35kV变电站

变电站规划安装2×2.5MVA。按照一备一用使用，在功率因数为0.8时，单台主变压器可提供2 000kW的有功功率；功率因数为0.9时，单台主变压器可提供2 250kW的有功功率。

表2同表1比较，变电站下游负荷规划为2 330.5kW，实际安装为332.88kW，为负荷原先设计的14.28%。

3 有功电量

对苏南2014年及2015年2年35kV变电站有功电量统计，分析用电量，找出有功电量的变化趋势，见表3。

1）2015年同2014年相比，用电设备未增加情况下，相同月份电量变化不大。

2）相同年份，不同月份季节相比，电量波动较大。尤其冬季、夏季变化明显，冬季用电高峰最高值约夏季用电低谷期值的5倍。负载的大幅波动会对电力系统的可靠性、经济性运行造成很大影响。

4 电价构成

4.1 按照国家现行电价分类

受电变压器总容量在315kVA及以上的一切工业生产用电，为大工业用户，执行大工业电价。对于大工业用户的井下、车间、厂房内的生产照明和空调用电，仍执行大工业电价。

苏南目前安装主变压器容量为2台2 500kVA，按照规定“变压器总容量在315kVA及以上的一切工业生产用电，为大工业用户”，执行大工业电价。

大工业电价=电度电费+基本电费+力率调整电费（增加或减少）+代征电费。

电度电费是指抄表电量乘以电价。

基本电费是指用电容量乘以基本电价，苏南用电容量按主变压器2×2 500kVA计算。

力率调整电费，即功率因数调整电费是指（电度电价+基本电价）乘以（±）功率因数调整电费月增减率%（例如功率因数标准值为0.9，若高于0.9则减收，低于0.9加收电费）。

代征电费是指根据政府或有关部门规定，供电企业在向用户收取电费的同时，还代收或代征其他费用。鄂尔多斯市电力局向苏南代征电费主要有，三峡水利建设费、电网建设、移民扶贫、可再生能源电价附加等。这部分费用约占苏南总电费的2.5%[1-5]。

4.2 电费执行状况

2013—2015年苏南电费统计见表4～表6。从表4～表6，可以看出：

1）苏南支出电费主要由四部分组成，抄表电费+容量电费+力调电费+代征电费。

2）其中容量电费即基本电费，是按用户自备的受电变压器容量计算，用户变压器容量不变的情况下固定收缴。蒙西电网销售电价中变压器容量基本电价为19元/kW/月，故苏南每年容量电费支出为2×2 500×19×12=114万元。

3）力调电费即力率调整电费，2013年为-11 107元，2014年为334 189元，2015年为382 768元。2013年为负值，说明该年度功率因数高于标准值0.9，作为奖励供电局减免了这部分费用。2014、2015年度为正值（表5、表6），说明在部分月份（5月～9月）功率因数低于标准值0.9，这些月份恰好在年度负荷变化的波谷期（夏季）。供电局惩罚性加收了这部分费用。这部分惩罚电费，可以通过投运补偿电容，以提高功率因数，做到少罚款。由于苏南电力负荷的季节性波动大，需随时根据运行工况，采用手动方式投运或退出补偿电容，以此来降低电费节约电能。

表3 2014年、2015年有功电量统计 /kWh

表5 2014年苏南电费统计表

表6 2015年苏南电费统计表

5 节能优化方式

5.1 改善用电功率因数

改善用电功率因数，实时监测电网负载波动及无功损耗运行要求，适当投运35kV变电站所并联电容器，补偿无功损耗，提高功率因数。

由于电网负载季节性波动大，需随时检测功率因数的变化情况，手动投切或退出不一定及时准确。一旦操作失误，引起电压波动、谐波增大等，可能增加损耗，还会对供电系统、用电设备造成危害。所以，这种方式节约电能、节省电费，效果不大。

5.2 更换主变压器

变更设计，将目前2台2 500kVA主变压器，改为2台1 250kVA主变压器。

单台1 250kVA主变压器市场价约10万元。更换完成后，仅在容量电费上第一年刨去拆除旧主变压器及安装新主变压器成本，节省费用为57万元-20万元=30万元，若后期产能建设继续滞后，1 250kVA主变压器满足使用条件情况下，每年可节约电费2×2 500×19×12-2×1 250×19×12=57万元。

另外，可将更换下来的2 500kVA主变妥善保管，待后期GGS3/GGS4集气站及压缩机建设时，仍可再恢复安装利用。

6 结论

1）目前苏南电力系统建成规模和实际应用现状明显差距，利用率14.28%。

2）按照国家用电收费标准，每年因变压器容量过大上交的费用高。

3）不改变其他用电设施情况下，将2台2 500kVA主变压器，改为2台1 250kVA主变压器，每年节约电费高达57万元，投资回报率高。

4）建议将原先主变压器进行更换，等苏南整体规划完毕用电负荷率在50%时候，将改造的主变压器变为原先设计。

[1]国家经贸委安全生产局.全国特种作业人员安全技术培训考核统编教材：电工作业[M].北京：气象出版社,2011.

[2]王孔良,李珞新,祝晓红.用电管理[M].3版.北京：中国电力出版社,2007.

[3]刘介才.工厂供用电实用手册[M].北京：中国电力出版社,2000.

[4]张晓鹏,曾登高.苏里格超大规模集气站建设工程质量控制与监督[J].石油工业技术监督,2015,31(1)：4-7.

[5]陈小虎.工厂供电技术[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，维修电工技师，现主要从事电气运行维修管理工作。

2017-07-11