一套描述海上油田群电网性能指标及其定义的系统设计

摘 要 随着涠西南油田群的开发和发展，油田群内电力负荷不断增加，给油田电网的生产管理带来困难，也给海油电网的稳定运行带来隐患，因此我们很有必要制定一套指标来对电网状态进行评估。本文结合海上油田群电网的实际情况，从安全性，稳定性及经济性的角度出发，根据海油电网EMS实测或在线状态估计结果，对电网运行性能进行定量指标化监测、分析与预警，使电网运行人员能及时得知电网实时状态，保障海油电网的稳定运行。

【关键词】海上油田群电网 电网性能指标

1 海上油田群电网的基本情况

海上油田群电网是为油气生产提供动力的重要基础设施，它通常是由布置在陆上的终端、海上平台上的发电站和配电站通过海缆联立构成的发、输、配用一体化电力网络。

涠西南油田群由四个中心平台，六个井口平台组成，其中三个装置共有9台发电机组，总装机容量近40MW，油田间相隔距离最远达50km，具有长距离、小机组电力组网的特点。组网主干线路采用35kV系统，在各装置间各敷设一条海底电缆，构成链式供电系统。

将原来传统的单个油田电站供电模式改为将区域内单个油田电站进行电力联网是由能量管理系统（EMS）来实现的，各平台发供电设备的监控、负荷的管理及平衡等功能由高度自动化的EMS系统来承担。

该EMS系统一方面可以将现场实测数据及时地反映到监视屏幕上，另一方面可以对现场实测数据状态估计，使运行人员可以了解电网当前实际的状态，为制定电网性能监测指标创造了条件。

2 建立指标的意义

随着涠西南油田生产能力的增强和新油田平台的建设，联网系统的容量和范围逐级扩展，而安全稳定性和运行效率亦需不断提升。目前我国的海上油田群电网与陆上大型电网尚无联系，处于独立运行状态。相对而言，海上油田群电网规模较小、电站相对集中、大型负荷与单台机组的容量比较大，部分电机采取直接启动的方式，单台机组的容量占电网总装机容量的比值较大，出现单台机组故障跳闸时对其余机组的瞬时冲击较大，为使海上油田群安全、稳定、经济地运行，我们有必要根据EMS实测或在线状态估计结果，对电网运行性能进行定量指标化监测、分析与预警，使操作及调度人员更好的了解电网的运行情况。

3 性能指标体系介绍

3.1 安全性指标

3.1.1 机组热备用裕度

（3）指标：

流过海缆的功率应小于海缆的容许功率，因此海缆热稳定裕度应小于100%。

3.2 稳定性指标

3.2.1 无功功率分区不平衡度

（1）定义：

无功功率分区不平衡度是指指定区域内无功负荷差额与本区域无功负荷的比值。

在本系统中，涠西南油田群电网按照三个分区来分析，即：涠洲12-1（含12-1B，6-9/10）；涠洲11-1N+涠洲11-1；涠洲终端，各分区均从35kV海缆的中点划分。

（2）计算方法：

当区域内的出现无功功率差额时，为维持本区母线电压的稳定，相邻区域将通过联络线向该区域输送无功功率，如图1所示。由于连接各区域的海缆对地电容较大，可提供较大的无功功率，应视为无功源，因此将各区域间的分界点选在海缆的中点处。至此，所有海缆中点处传输的无功功率之和等于该区域的无功差额。

（3）指标：

在静态时，该指标由静态稳定分析决定；在动态时，该指标则由暂态稳定极限决定，跟具体电网有关，具体的数值需要对电网进行静态稳定及动态稳定分析后才能决定。

3.3 经济性指标

3.3.1 电网损耗

（1）定义：

电能经过输电、变电、配电和营销等环节才能发电厂传输到客户，在这个过程中产生的电能损耗被称作电力网电能损耗，简称线损，线损与系统发出总有功的比值称为线损率。

（2）计算方法：

输电网一般采用完整的负荷数据进行潮流计算得到网损结果；配电网因运行方式多变加上负荷数据不全，大部分采用网络简化和负荷简化的方式，对配电网线损进行估算。

4 结论

电网性能指标是评价电力系统安全、可靠、优质、经济运行的依据，对评判电网运行状态有决定性作用。本文通过从系统的无功分区不平衡度、电网损耗、电压偏差度、冷/热备用裕度等角度给出了计算电力系统各性能指标的方法，以及评定电网运行性能的标准。该指标有利于实现电网的安全可靠、经济高效运行和环境友好的目标，从而适应海上油田生产服务不断发展的需求。

参考文献

[1]谢小荣，涠西南油田群电网扩容优化项目电网智能控制中心开发与应用方案设计报告[D].清华大学，2012.

[2] 张继芬，胡鹏，刘峻，王雄文，邱国华.海上石油平台电力组网及其EMS系统设计与实现[J].电力勘探与开发，2009（02）.

[3]《涠西南油田群电力组网项目EMS系統技术方案》罗克韦尔自动化（厦门）有限公司 2008.

作者简介

宁有智（1979-），毕业后一直从事于动力专业的相关技术及管理工作，现为中海石油（中国）有限公司湛江分公司电力调度监督。

作者单位

中海石油（中国）有限公司湛江分公司 广东省湛江市 524057endprint