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胜利油田电网建设于油田勘探初期,伴随着油田勘探开发的地域而建设,为原油生产和城区居民生活提供电力保障。近年来,随着社会经济和油田油气生产的不断扩延,负荷持续上升,但电网一次设备更新换代相对滞后,电网结构不尽合理,虽然我们一直致力于推进电网升压改造的的进程,仍与负荷增长的需求有一定差距,无功严重不足,变电站、线路功率因数较低,网损居高不下,特别在电网方式调整时,常造成电压质量下降、电机不能启动或甩负荷等情况。电网现有的无功补偿方式多为分组固定补偿和集中补偿,由于油田负荷多为采油、注水等电机负荷的特殊性,在启动和停机时负荷波动较大,无功补偿的容量和方式不能随着负荷的变化动态调节,严重影响电网运行质量效率和电能利用效率。
本文根据油田电网实际,对无功补偿现状进行认真分析,根据原有区域电网无功补偿模型,从区域电网结构、现有静态补偿和动态补偿情况及负荷实时运行情况等各个方面,综合考虑区域电网电压安全性和经济性,以综合安全与经济效益最大为优化目标,对区域电网无功补偿方案进行研究,通过发现问题、解决问题,提出区域无功补偿优化方案。以电网潮流为等式约束,以电压和电容器安全条件为不等式约束,建立和优化油田110kV变电站区域无功优化控制模型;利用差分进化算法对其优化模型进行求解,确定出110kV变电站各变电站内动态补偿电容有载调压器如何与主变有载调压器变比,并对各有载调压器变比进行实时调节,以保证胜利油田110kV变电站区域电网的无功合理流动,达到区域电网优化运行的目的。
同时,通过在华建变的实施,取得了良好的效果,验证了优化方案的可行性,为油田电网区域无功补偿系统升级提供模型,在油田电网有较好的推广价值。