一种海上油田群电网的研究态方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海上油田群电网技术领域，具体地说是一种海上油田群电网的研宄态 方法。
【背景技术】
[0002] 相对于陆上互联电网而言，海上油田群电网规模较小，包括数台单机容量不大 (2~15MW)的燃气轮发电机，电气联系相对薄弱，对负荷冲击比较敏感；但由于其生产流程 的特殊性，负载的单机容量却较大，如大量采用注水泵等电机，单机容量超过1MW。这些大型 电机的动作会对电网产生较大的冲击。例如，直接启动时，会吸收大量的无功功率（通常达 到或超过额定功率的3~7倍）。由于所接入的电网相对薄弱，会导致母线电压急剧下降， 可能造成一系列的不利后果，如：大型电机启动缓慢甚至不能顺利启动、同母线或附近的其 他负荷因低电压而脱扣、同母线或附近的燃气轮发电机因无功功率急剧增长而过载跳闸等 等。因此，系统在执行各种操作前，仿真操作后系统的状态，并对该状态进行评估，使运行人 员提前了解该操作将对系统产生的影响，对于海上油田群电网的稳定运行和油田平台的安 全、可靠、不间断生产具有重大的意义。
【发明内容】
[0003] 本申请提出了 一种海上油田群电网的研宄态方法，根据实际电动机的情况分析其 启动对系统的影响更加贴近实际情况，同时将电动机的启动过程离散化为不同的静态断 面，通过多个静态断面模拟电动机启动的动态过程，使得分析更加准确，功率缺额由系统指 定的多台平衡机共同分担，采用动态潮流分析更加贴近实际情况，更能准确地反映系统的 状态，运行人员可以预知操作对系统的影响，从而更加从容的调整电网的实际运行，改善运 行人员的工作环境。
[0004] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种海上油田群电网的研宄态方法， 包括特定大型电动机启动分析、启停机组或调整负荷后系统的潮流分布分析、最优潮流在 研宄态下的单步/多步实施校验分析；
[0005] 所述的特定大型电动机启动分析包括如下步骤：
[0006] SI1、将电动机的启动过程离散化为多个点，其中各点表示电动机在启动过程中消 耗的有功与无功的关系，此系列离散的点由操作人员给出，并存储在指定的文件中；
[0007] S12、连接该电动机的节点抽象为在该节点上带有一系列有功、无功成对出现的负 荷断面；
[0008] S13、判断系统在每个离散断面下系统是否满足要求。如果均满足，输出运行启动 信息，并且输出该节点的最小裕度及相对应的电动机离散断面；否则，输出不允许启动信 息，以及相对应的离散断面；
[0009] 所述的启停机组或调整负荷后系统的潮流分布分析包括仅考虑有功不平衡时分 析、仅考虑无功不平衡时分析以及同时考虑有功/无功不平衡时分析；
[0010] 所述的仅考虑有功不平衡时分析包括如下步骤：
[0011] S21、给定系统的有功潮流方程
[0012]PGi-PDi-Pi (v,0) =0i =1，2,? ? ?，N
[0013] 这里也包括V/0节点的方程；
[0014] 如果系统出现的功率差额是
【主权项】
1.一种海上油田群电网的研究态方法，其特征在于，包括特定大型电动机启动分析、启 停机组或调整负荷后系统的潮流分布分析、最优潮流在研究态下的单步/多步实施校验分 析； 所述的特定大型电动机启动分析包括如下步骤： 511、 将电动机的启动过程离散化为多个点，其中各点表示电动机在启动过程中消耗的 有功与无功的关系，此系列离散的点由操作人员给出，并存储在指定的文件中； 512、 连接该电动机的节点抽象为在该节点上带有一系列有功、无功成对出现的负荷断 面； 513、 判断系统在每个离散断面下系统是否满足要求。如果均满足，输出运行启动信息， 并且输出该节点的最小裕度及相对应的电动机离散断面；否则，输出不允许启动信息，W及 相对应的离散断面； 所述的启停机组或调整负荷后系统的潮流分布分析包括仅考虑有功不平衡时分析、仅 考虑无功不平衡时分析W及同时考虑有功/无功不平衡时分析； 所述的仅考虑有功不平衡时分析包括如下步骤： 521、 给定系统的有功潮流方程 Pci-Poi-Pi(V, 0) = 0i= 该里也包括V/0节点的方程； 如果系统出现的功率差额是
式中，Pu和Pm分别为节点i当前的发电机有功输出功率和有功负荷；PiDss为系统 的总网损，在动态潮流中该一差额由所有发电机共同承担，令第i台发电机分担的份额是 曰i( > 0)，应有
若节点i没有发电机，或该节点发电机均不可调，则a1=0,ai可W按各台发电机的 频率响应特性系数来选取，至此，有功潮流方程变为 Pu-aiAPs-PM-Pi(V，日）=0i= 1，2，...，N 该式与系统的原有无功方程构成了系统的动态潮流方程，通过求解常规潮流方程的算 法即可求解；在动态潮流收敛W前，系统的网损和功率不平衡量是未知的，所W在求解动态 潮流方程时，取近似的AP,，即
其中0为不平衡功率裕度； 所述的仅考虑有功不平衡时分析包括如下步骤： 522、 当系统正常运行时，系统满足潮流方程 f(v，0，Pl，Ql，Pc，Q。）=0 其中，V、0分别为系统节点电压的幅值和相角，町、Q^Pe、Qe分别为负荷和发电机的有 功与无功； 当系统中无功负荷发生变化后，即由斯变为QL+AQJg，通过求解潮流方程f(v'，0，Pl，Ql+AQl，Pc，Qc) =0 (1) 可得系统节点电压由V变为V'，其中V'=v+Av。由于发电机自动电压调节装置（AVR) 的控制，在AVR觉察到机端Av的变化后，将调节发电机发出的无功 AQ(,=kAV(2) 其中，AQ。为发电机输出的无功变化量，k为发电机的励磁调节系数，在发电机的无功 出力发生改变后，潮流方程变为 f (V"，目，P。Ql+ A Ql，P。，Qg+ A Qg)= 0 (3) 其中V"=v+AV'。 通过反复迭代求解方程（1)-(3)，最终可将AV归算至零，从而维持系统节点电压的不 变； 所述的同时考虑有功/无功不平衡时分析包括如下步骤： S23、按前步骤S21和步骤S22所述，将有功/无功差额按特定的比例分配给机组即 可； 所述的最优潮流在研究态下的单步/多步实施校验分析包括如下步骤： 531、 根据最优潮流输入将要执行的单步/多步操作信息； 532、 结合系统当前运行状态，生成系统的伪运行状态； 533、 对伪运行状态进行潮流计算，生成操作后的系统运行状态； 534、 将该状态交EMS前台进行评估，并判断操作的可行性。
【专利摘要】本发明提供了一种海上油田群电网的研究态方法，包括特定大型电动机启动分析、启停机组或调整负荷后系统的潮流分布分析、最优潮流在研究态下的单步/多步实施校验分析；本发明主要目的根据实际电动机的情况分析其启动对系统的影响更加贴近实际情况，同时将电动机的启动过程离散化为不同的静态断面，通过多个静态断面模拟电动机启动的动态过程，使得分析更加准确，功率缺额由系统指定的多台平衡机共同分担，采用动态潮流分析更加贴近实际情况，更能准确地反映系统的状态，运行人员可以预知操作对系统的影响，从而更加从容的调整电网的实际运行，改善运行人员的工作环境。
【IPC分类】G06Q50-06, G06F17-50
【公开号】CN104850718
【申请号】CN201510294296
【发明人】劳新力, 李卫团, 熊永功, 谢玉洪, 柯吕雄, 唐广荣, 崔嵘, 姚平, 刘策, 宁有智, 刘平, 熊永卫
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年6月2日