Введение
Глава 1 Современные проблемы автономного энергоснабжения нефтяных и газовых месторождений с использованием в качестве энергоносителя природного и попутного нефтяного газа 12
1.1 Осуществление энергоснабжения удаленных нефтяных и газовых месторождений с использованием в качестве энергоносителя природного и попутного нефтяного газа 12
1.2 Сравнение характеристик систем автономного электроснабжения на базе источников электрической и тепловой энергии 19
1.2.1 Анализ работы газопоршневых электроагрегатов в условиях газовых предприятий 23
1.2.2 Анализ работы газотурбинных электроагрегатов в условиях нефтяных месторождений 26
1.3 Исследование схем комбинированного энергоснабжения объектов нефтегазовых предприятий 30
1.3.1 Схема автономного электроснабжения потребителей с использованием в качестве энергоносителя природного или попутного нефтяного газа 30
1.3.2 Система энергоснабжения с когенерационным и тригенерационными энергетическими циклами 33
1.4 Выводы по главе 1 40
Глава 2 Анализ работы автономных электроагрегатов нефтегазовых предприятий для выявления эффективных режимов электроснабжения производственных объектов в соответствии с графиками потребления электрической и тепловой энергии 42
2.1 Электроснабжение нефтепромыслов с использованием попутного нефтяного газа в качестве энергоносителя 42
2.1.1 Анализ нагрузки газогенераторных электроагрегатов на объектах ОАО «Татнефть» 45
2.1.2 Определение коэффициента полезного действия газогенераторных установок при утилизации попутного нефтяного газа 48
2.2 Источники высших гармоник в электротехнических комплексах МГТЭА 52
2.2.1 Силовые полупроводниковые преобразователи 52
2.3 Влияние высших гармоник на работу электрооборудования и электроагрегатов 56
2.3.1 Вращающиеся электроагрегаты 56
2.3.2 Кабели и линии электропередачи 61
2.3.3 Конденсаторные установки 62
2.4 Выводы по главе 2 64
Глава 3 Разработка структуры когенерационного электротехнического комплекса с бинарным циклом, а также схем и алгоритмов синхронизации генераторов, входящих в его состав 65
3.1 Когенерационный режим с бинарным циклом 65
3.1.1 Определение основных технических характеристик и энергетического баланса когенерационного электротехнического комплекса с бинарным циклом 67
3.1.2 Технические характеристики бинарной энергоустановки 70
3.1.3 Энергетический баланс бинарной энергетической установки 71
3.1.4 Схема работы основного генератора, входящего в состав электротехнического комплекса 74
3.2 Синхронизация двух генераторов в составе электротехнического комплекса 77
3.2.1 Самосинхронизация генераторов 77
3.2.2 Точная синхронизация генератора 80
3.3 Способы синхронизации двух генераторов в составе когенерационного
электротехнического комплекса 84
3.3.1 Схема с использованием шины переменного тока с двумя выпрямителями и двумя инверторами 85
3.3.2 Схема с использованием шины переменного тока с одним выпрямителем и одним инвертором 88
3.3.3 Схема с использованием шины постоянного тока с двумя выпрямителями и двумя конверторами 90
3.3.4 Схема с использованием шины переменного тока с двумя выпрямителями, двумя инверторами и синхронизацией, использующей опорный сигнал от первичной установки (МГТЭА) или предустановленный опорный сигнал для основной и дополнительной установок 3.4 Система генерирования электрической и тепловой энергии с фазовой синхронизацией генераторов 95
3.5 Выводы по главе 3 101
Глава 4 Применение силовых фильтров высших гармоник в структуре когенерационного электротехничекого комплекса с бинарным циклом для обеспечения эффективного электроснабжения потребителей 103
4.1 Пассивные фильтры 103
4.1.1 Резонансные шунтирующие фильтры 103
4.1.2 Демпфирующие фильтры 106
4.2 Проектирование силовых пассивных фильтров высших гармоник для интеграции в структуру комплекса 111
4.2.1 Определение основных параметров и эффективности работы пассивных фильтров 115
4.2.2 Выбор конденсаторных батарей фильтров высших гармоник 115
4.3 Использование активных фильтров в структуре электротехнического комплекса 122
4.3.1 Параллельные и последовательные активные фильтры 123
4.3.2 Выпрямитель единичного коэффициента мощности 124
4.3.3 Принцип и основные особенности работы ПАФ 126
4.4 Выводы по главе 4 132
Глава 5 Технико-экономическая оценка эксплуатации когенерационного электротехнического комплекса с бинарным циклом 134
5.1 Расчет капитальных вложений 134
5.2 Расчет эксплуатационных расходов 137
5.3 Расчет экономии при утилизации попутного нефтяного газа 143
5.4 Выводы по главе 5 144
Заключение 145
Список литературы 147
