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油田供电系统的主要功能是向油田用户提供安全连续可靠的高质量电能资源，以保证石油开采高效稳定的进行。油田供配电网在采油生产和油区日常学习生活中起着非常重要的作用，尤其是在经济高速发展的当今，为了提高自身在市场竞争中的综合实力，油田用户对油田供配电网的供电电能总量及供电质量水平也提出了更高的要求。智能电网建设步伐的不断推进，油田高压电网综合供电效率得到了有效提高，110kV及以上电压等级的油田供配电网通过相关的技术改造，其平均功率因素可以达到0.95以上。但由于受油田电网当时建设技术水平和投资资金的影响，35kV及以下中低压油田配电网的自动化设施较为简陋、综合自动化水平较低，造成供配电网无功补偿装置技术水平、无功补偿容量、无功补偿模式以及无功补偿装置安装位置等与建设高效率供配电网间存在相当大的差异。油田采油是一个复杂过程，其电力设备随机故障率较高，尤其是35kV油田供电系统中变电站及线路大多运行了近20年，很多电气设备及输电线路均出现了较为严重老化现象，加上油田自身所处的地理环境及气候条件非常恶劣，严重影响了油田供配电系统的供电质量水平。油田各地区呈现明显的用电负荷分布不均匀、负荷增长率时变等现象，各区域性电源变电站负荷率波动很大，大大影响了油田供配电网综合供电质量水平。因此，根据油区供配电网中的电力负荷时变特性，通过相应的技术手段和装置措施制定科学合理的无功补偿方案，提高油田供电系统的功率因数，有效降低油田供配电网的损耗，是实现油田用户节约电能、提高经济效益，保障高效稳定生产较为优越的途径。
一、油区用电负荷特性
油田油區内根据其功能特性及设备运行特点可以将用电负荷划分为三大类：第一类为抽油机非线性负荷，此类负荷由于抽油机在正常工作时，其外部负载具有周期性连续时变特性，也就是说在一个工作周期内，抽油机所需的输入电能是一个连续变化过程，该类负荷大约占整个油田供电系统容量的70％左右，这就对油田供配电系统无功容量自适应实时调节提出了相当高的要求；第二类负荷主要由水泵、油泵等开采辅助系统构成，此类负荷虽然不像第一类负荷那样长期存在，但是由于电动机在启停过程中，会给系统带来巨大的冲击，影响供电系统高效稳定运行；第三类负荷是日常生活电力负荷，此类负荷主要满足油区日常的生活学习，运行时负荷容量基本不变，但由于该类负荷网络较复杂，一般三相负荷容量是不平衡的。在油田正常生产中，抽油机是最为广泛且重要的采油机械设备，由于其功率较大，每天需要消耗大量的电能能源。对于油田采油生产过程而言，抽油机的电费费用大约占整个采油总费用成本的40％，而抽油机正常运行是其平均负荷率仅有30％左右，也就是说抽油机电能资源浪费是十分严重的。油田正常生产中抽油机负荷是一个典型的非线性负载，其在周期性连续过程中供电电源的功率因数呈周期性大幅度变化。油田供配电系统中像抽油机等非线性感性负载容量的不断增加，一方面会使油田供配电系统的三相电力负荷出现不平衡，造成供电电压发生剧烈的波动；另一方面由于像抽油机在内的非线性感性负载在长期运行过程中，会在电能资源转换过程中产生大量的高次谐波分量，从而使得供电系统的线损总量增加、供电质量水平严重下降，严重影响油田供电系统高效稳定的运行发展。因此，在进行油田供电网络建设和技术改造过程中，利用先进的无功动态补偿及消谐装置来优化油田供电系统的网络结构和供电功能，提高油田供电系统中电能资源的综合电气性能，保证采油生产过程中各类用电设备高效稳定的运行，达到节能降耗的目的是油田供电系统研究的一个重要课题。
二、sVG无功补偿及消谐装置工作原理
油田供电系统中所选用的SVG无功补偿及消谐装置是一种新型的无功补偿及谐波抑制装置。SVG可以调节内部晶闸管阀组的导通角来实时调整自换相桥式电路交流侧装置输出电压幅值和相位角间的关系特性，直接或通过电抗器(变流器)与供配电网相连，通过由晶闸管阀组构成的自换相桥式电路对供配电网进行无功功率的实时补偿。SVG设备具有自检测、自分析判断预测等功能特点，从油田供电系统工程实践的角度实现了对供配电网无功功率的实时补偿和谐波的有效抑制。
SVG无功补偿及消谐装置可以由不同晶闸管阀组组成不同特性的调节电路，这样所构筑的网络结构具有调节范围大且精确性高等特性。SVG从供电系统中吸收不同性质无功容量(包括感性无功和容性无功两类)的工作相量如图1所示：
在图1中，当SVG从油田供电系统中吸收的无功容量电流呈容性工况时，此时SVG装置的变流逆变器内部电压Vv与电流I间就会呈现90。差值，所以变流逆变器无需消耗有功能量，但此时供电系统的电压Vs-q电流I的相角差比90°存在一个δ角的偏移值，为了满足电流电压间正常的90°相位角关系，供电系统必须提供一定量的有功容量来补充供电系统的网损，也就是说此时电流I中必然包含一定量的有功分量值，这样就实现了SVG对供电系统进行无功功率的补偿调节。当SVG装置内部变流逆变电路具有感性特性时，装置将不断从油田供电系统吸收无功容量，以防止供电系统出现过补偿运行工况，影响供电质量水平；当变流逆变电路具有容性特性时，SVG装置将不断向供电系统提供无功补偿容量，以维持整个供电系统的有功和无功间的平衡。同时消谐波功能单元还会通过对应的谐波抑制电路有效过滤电能中的3次、5次、7次等非基波高次谐波分量，达到降低供电系统线损，节约电能资源的目的。SVGgB功补偿及消谐装置与35KV油田供电系统的连接简图如图2所示。
三、sVG在油田供电系统中应用效益分析
在对油田供电系统进行规划建设和技术改造过程中，采用SVG无功补偿及消谐装置不仅可以有效提高油田供电系统的供电可靠性和供电质量水平，为采油生产过程提供功率因数和供电质量均良好的电能资源。同时还可以有效抑制供电系统中的高次谐波分量，减少非线性负载在运行过程中对供电系统的冲击，保证各类用电设备高效稳定的运行，提高其综合使用寿命。SVG无功补偿及消谐装置在油田供电配电系统中可以带来具体使用效果，主要表现为：
通过SVG装置内部电路实时动态调节供电系统中的有功和无功容量，保证系统高效稳定运行，提高供电系统的综合供电质量水平，降低由变压器、变配电设备、输电线路、以及其它大型整流设备等在正常运行过程中产生的电能损耗，达到节能降耗的目的。
有效改善整个供电系统用电环境，保障采油生产过程各类电气设备能够长期运行在最优工况，不仅提高油田开采生产效率，而且还可以延长各类电气设备的综合使用寿命。
四、结语
SVG无功动态补偿及消谐装置不仅可以对油田供电系统无功和有功容量进行实时补偿条件，同时还可以有效改善油田用电环境，大大减少采油过程中的电能损耗、减小谐波对油田供电系统的冲击，保证油田供电系统安全可靠、高效节能的运营发展。
参考文献
11]盛占石，蒋粟彦，虞礼贵.直接电流控制的静止无功发生器的研究[J].电测与仪表，2009，46(9)
[2]程浩忠，等电力系统无功与电压稳定性[M]北京：中国电力出版社.2004
[3]孟伟，包蕊,朴在林.利用Simulink对变电站电压无功综合模糊控制的仿真[J].电测与仪表，2007，44(11)
一、油区用电负荷特性
油田油區内根据其功能特性及设备运行特点可以将用电负荷划分为三大类：第一类为抽油机非线性负荷，此类负荷由于抽油机在正常工作时，其外部负载具有周期性连续时变特性，也就是说在一个工作周期内，抽油机所需的输入电能是一个连续变化过程，该类负荷大约占整个油田供电系统容量的70％左右，这就对油田供配电系统无功容量自适应实时调节提出了相当高的要求；第二类负荷主要由水泵、油泵等开采辅助系统构成，此类负荷虽然不像第一类负荷那样长期存在，但是由于电动机在启停过程中，会给系统带来巨大的冲击，影响供电系统高效稳定运行；第三类负荷是日常生活电力负荷，此类负荷主要满足油区日常的生活学习，运行时负荷容量基本不变，但由于该类负荷网络较复杂，一般三相负荷容量是不平衡的。在油田正常生产中，抽油机是最为广泛且重要的采油机械设备，由于其功率较大，每天需要消耗大量的电能能源。对于油田采油生产过程而言，抽油机的电费费用大约占整个采油总费用成本的40％，而抽油机正常运行是其平均负荷率仅有30％左右，也就是说抽油机电能资源浪费是十分严重的。油田正常生产中抽油机负荷是一个典型的非线性负载，其在周期性连续过程中供电电源的功率因数呈周期性大幅度变化。油田供配电系统中像抽油机等非线性感性负载容量的不断增加，一方面会使油田供配电系统的三相电力负荷出现不平衡，造成供电电压发生剧烈的波动；另一方面由于像抽油机在内的非线性感性负载在长期运行过程中，会在电能资源转换过程中产生大量的高次谐波分量，从而使得供电系统的线损总量增加、供电质量水平严重下降，严重影响油田供电系统高效稳定的运行发展。因此，在进行油田供电网络建设和技术改造过程中，利用先进的无功动态补偿及消谐装置来优化油田供电系统的网络结构和供电功能，提高油田供电系统中电能资源的综合电气性能，保证采油生产过程中各类用电设备高效稳定的运行，达到节能降耗的目的是油田供电系统研究的一个重要课题。
二、sVG无功补偿及消谐装置工作原理
油田供电系统中所选用的SVG无功补偿及消谐装置是一种新型的无功补偿及谐波抑制装置。SVG可以调节内部晶闸管阀组的导通角来实时调整自换相桥式电路交流侧装置输出电压幅值和相位角间的关系特性，直接或通过电抗器(变流器)与供配电网相连，通过由晶闸管阀组构成的自换相桥式电路对供配电网进行无功功率的实时补偿。SVG设备具有自检测、自分析判断预测等功能特点，从油田供电系统工程实践的角度实现了对供配电网无功功率的实时补偿和谐波的有效抑制。
SVG无功补偿及消谐装置可以由不同晶闸管阀组组成不同特性的调节电路，这样所构筑的网络结构具有调节范围大且精确性高等特性。SVG从供电系统中吸收不同性质无功容量(包括感性无功和容性无功两类)的工作相量如图1所示：
在图1中，当SVG从油田供电系统中吸收的无功容量电流呈容性工况时，此时SVG装置的变流逆变器内部电压Vv与电流I间就会呈现90。差值，所以变流逆变器无需消耗有功能量，但此时供电系统的电压Vs-q电流I的相角差比90°存在一个δ角的偏移值，为了满足电流电压间正常的90°相位角关系，供电系统必须提供一定量的有功容量来补充供电系统的网损，也就是说此时电流I中必然包含一定量的有功分量值，这样就实现了SVG对供电系统进行无功功率的补偿调节。当SVG装置内部变流逆变电路具有感性特性时，装置将不断从油田供电系统吸收无功容量，以防止供电系统出现过补偿运行工况，影响供电质量水平；当变流逆变电路具有容性特性时，SVG装置将不断向供电系统提供无功补偿容量，以维持整个供电系统的有功和无功间的平衡。同时消谐波功能单元还会通过对应的谐波抑制电路有效过滤电能中的3次、5次、7次等非基波高次谐波分量，达到降低供电系统线损，节约电能资源的目的。SVGgB功补偿及消谐装置与35KV油田供电系统的连接简图如图2所示。
三、sVG在油田供电系统中应用效益分析
在对油田供电系统进行规划建设和技术改造过程中，采用SVG无功补偿及消谐装置不仅可以有效提高油田供电系统的供电可靠性和供电质量水平，为采油生产过程提供功率因数和供电质量均良好的电能资源。同时还可以有效抑制供电系统中的高次谐波分量，减少非线性负载在运行过程中对供电系统的冲击，保证各类用电设备高效稳定的运行，提高其综合使用寿命。SVG无功补偿及消谐装置在油田供电配电系统中可以带来具体使用效果，主要表现为：
通过SVG装置内部电路实时动态调节供电系统中的有功和无功容量，保证系统高效稳定运行，提高供电系统的综合供电质量水平，降低由变压器、变配电设备、输电线路、以及其它大型整流设备等在正常运行过程中产生的电能损耗，达到节能降耗的目的。
有效改善整个供电系统用电环境，保障采油生产过程各类电气设备能够长期运行在最优工况，不仅提高油田开采生产效率，而且还可以延长各类电气设备的综合使用寿命。
四、结语
SVG无功动态补偿及消谐装置不仅可以对油田供电系统无功和有功容量进行实时补偿条件，同时还可以有效改善油田用电环境，大大减少采油过程中的电能损耗、减小谐波对油田供电系统的冲击，保证油田供电系统安全可靠、高效节能的运营发展。
参考文献
11]盛占石，蒋粟彦，虞礼贵.直接电流控制的静止无功发生器的研究[J].电测与仪表，2009，46(9)
[2]程浩忠，等电力系统无功与电压稳定性[M]北京：中国电力出版社.2004
[3]孟伟，包蕊,朴在林.利用Simulink对变电站电压无功综合模糊控制的仿真[J].电测与仪表，2007，44(11)