Методическое обеспечение моделирования и расчета надежности систем электроснабжения морских стационарных платформ добычи нефти

• Автор: Зыонг Хоанг Хай
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СХЕМ, СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ И РЕЖИМОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛАТФОРМ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (на примере ЦТК-2 СП «Вьетсовпетро»)
1.1. Анализ схем и состава электротехнического оборудования ЦТК-2 месторождения «Белый тигр»
1.2. Анализ нормативных требований к генерирующим агрегатам и электростанциям собственных нужд
1.3. Анализ наиболее вероятных аварийных режимов систем электроснабжения
1.4. Анализ вариантов объединения систем электроснабжения платформ ЦТК
1.5. Постановка задач исследования
2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦТК
2.1. Выбор методов и методика моделирования надежности систем электроснабжения морских стационарных платформ добычи нефти
2.2. Математические модели надежности действующей системы электроснабжения ЦКП
2.3. Математическая модель надежности действующей системы электроснабжения ПППД
2.4. Математические модели надежности действующей системы электроснабжения ЦТП
2.5. Результаты исследований
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ПОДСИСТЕМ ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦТК
3.1. Математическое модели надежности подсистемы ЦКП объединенной системы электроснабжения
3.2. Математическое модели надежности подсистемы ПППД объединенной системы электроснабжения
3.3. Математическое модели надежности подсистемы ЦТП-2 объединенной системы электроснабжения
3.4. Результаты исследований
4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, РАСЧЕТ И АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦТК
4.1. Программа расчета надежности систем электроснабжения
4.2. Результаты расчета надежности систем электроснабжения
4.3. Анализ надежности систем электроснабжения ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Актуальность работы. В настоящее время большая часть перспективных запасов нефти и газа сосредоточена на шельфе морей. Объекты обустройства морских нефтегазовых месторождений, обеспечивающих добычу нефти и попутного газа, являются сложными технологическими комплексами, эффективная работа которых зависит от надежности их электроснабжения. В данной работе основное внимание уделено вопросам надежности электроснабжения морских стационарных платформ, которые наиболее широко применяются для добычи и первичной подготовки нефти и попутного газа. Особенности систем электроснабжения (СЭС) стационарных платформ технологических комплексов морской добычи нефти включают: значительную нагрузку потребителей
электроэнергии (десятки МВт); использование автономных источников -электростанций собственных нужд (ЭСН) в качестве основных, резервных и

аварийных источников питания; высокие требования к надежности электроснабжения потребителей непрерывных технологических производств; ограниченность площадей для размещения оборудования; сложные условия эксплуатации; поэтапный ввод технологических и электротехнических комплексов и систем в эксплуатацию. Все перечисленные особенности в полной мере относятся и к второму центральному технологическому комплексу (ЦТК-2) месторождения «Белый тигр» СП «Вьетсовпетро», выбранному в качестве реального объекта исследовании в данной работе. На данном месторождении добывается основная часть нефти Социалистической Республики Вьетнам - около 13 млн. тонн в год. Добыча нефти является важнейшей составляющей промышленности СРВ. Практика эксплуатации морских стационарных платформ ЦТК-2 показывает необходимость реконструкции действующих систем электроснабжения с целью повышения их надежности.

Вопросы исследования надежность энергетических комплексов и систем весьма актуальны. Большой вклад в решение проблемы внесли такие исследователи как Р. Биллинтон, Н.И. Воропай, Ю.Б. Гук, В.Г. Китушин,
Э.А. Лосев, М.Н. Розанов, Ю.Н. Руденко, И.А. Рябинин, Ф.И. Синчугов, М.Г. Сухарев, Ю.А. Фокин, И.А. Ушаков, В.И. Эдельман, Д. Эндрени /1 - 15/ и другие. Надежность и устойчивость работы электротехнических систем является приоритетным направлением исследований научной школы, основанной в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина профессором Б.Г. Меньшовым/16/.
Добыча нефти на морском шельфе является сравнительно новым направлением, обладающим большими технологическими особенностями и особенностями обеспечения электроснабжения. Принятие решений в области проектирования и реконструкции систем электроснабжения морских стационарных платформ добычи нефти (МСП ДН) только на уровне категорирования надежности недостаточно обосновано, требуется развитие методического обеспечения моделирования и расчета показателей надежности электроснабжения, что и определяет актуальность темы.
Целью работы является создание методики моделировании и расчета показателей надежности систем электроснабжения морских стационарных платформ добычи нефти, для повышения эффективности принятия решений на этапах проектирования и реконструкции электроснабжения.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить сформулированные ниже задачи.
1. Выбрать метод (математический аппарат) для моделирования надежности систем электроснабжения МСП ДН, позволяющий учесть особенности функционирования исследуемых систем и возможности получения исходной информации.
2. Разработать методику моделирования и расчета показателей надежности систем электроснабжения МСП ДН.

С учетом перспектив возрастания нагрузок распределение мощности на ЦКП следующее:
• вырабатываемая мощность - 3200 кВт;
• потребляемая мощность - 3200 кВт;
• нагруженный резерв генерирующей мощности - 2400 кВт;
• ненагруженный резерв генерирующей мощности - 2800 кВт.
Граф состояний и переходов системы электроснабжения (СЭС) центральной компрессорной платформы приведен на рис. 2.1. Состояния системы описаны (идентифицированы) в таблице 2.1.
Ниже представлены переходные интенсивности для действующей системы ЦКП в штатном режиме:
X (1>2) - 2Х$ 1(1,4) = 21^ X (1,7) - Xз q4 X (1,Ю)
X (2,3) = 2Х^з ц4 X (2,5) = 2ХС\ ц4 X (2,6) = 2Х<1 X (2,8)
X (2,1)
X (3,2) = ц, Х(3,6) = Х2 X (3,9)
X (4,2)
А, (2,11) = А* Чг
X (5,3)
Я (6,2) = ц, X (6,3) - р2 X (9,3) = рз X (9,8) = р,
X (7,1)
X (8,2) - рз X (8,7) = ц,
X (11,2) = Рз X (11,8) = р3 X (11,10) = р,
Ц10,1) = Рз X (10,7)