枯竭气藏储气库电力系统无功补偿装置运行探析

孙迪

摘 要 本文主要研究枯竭气藏储气库电力系统无功补偿的必要性，并对SVG动态无功补偿装置的运行及补偿效果进行分析。

关键词 枯竭气藏储气库；无功补偿；SVG动态无功补偿装置

1 枯竭气藏储气库电力系统运行特点

储气库调峰是天然气管网季节调峰、应急调峰的主要手段，具有调峰效率高、容量大、储气压力高、经济、安全可靠性高等优势。

以中石化天然气分公司某枯竭气藏储气库为例，该储气库注气期天然气压缩机、压缩机辅助负荷和其他工艺负荷为二级负荷，采气期脱水等工艺系统负荷为一级负荷，注采站仪表风、站控系统、消防等重要设施的电源为一级负荷，其他负荷为三级负荷。经统计并计算注采期分别投用的设备负荷，该储气库注气期（即每年3月15日至11月14日之间）的总负荷为45742.5kW，而采气期（即每年11月15日至3月14日之间）的总负荷为1453.5kW，其注采气期负荷比约为31.5：1。

因此提高储气库电力设备的功率因数，降低为储气库供电的变压器及输送线路的损耗，提高其供电效率，储气库供电系统中的无功功率补偿装置就处在非常重要的位置。合理的选择补偿装置，并根据储气库运行特点研究无功补偿装置的运行方式，可以做到最大限度地减少电网损耗、电压波动及谐波增大等[1]。

2 枯竭气藏储气库无功补偿装置运行情况分析

2.1 无功补偿装置的选型

以该储气库为例，为满足华北地区天然气管网应急调峰、季节调峰要求，储气库注气能力需达到2500×104m?/d。而作为储气库注气期核心设备的电驱往复式压缩机，其单台额定功率为4500kW，单台注气能力为150×104m?/d。在调峰过程中，多台压缩机根据天然气管网需求进行频繁启停会造成储气库用电负荷变化较大（如下图1，储气库某年用电量变化统计表），且该储气库变电所占地面积受限，因此需为储气库电力系统选用能实现动态快速连续调节无功输出、滤除负载设备产生的谐波电流、占地面积小、安全性能高的无功补偿设备，如SVG动态无功补偿装置。

2.2 SVG动态无功补偿装置工作原理

SVG动态无功补偿装置工作原理是将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器并联在电网，通过调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或发出无功电流，实现动态无功补偿的目的（原理如下，图2）。

2.3 SVG动态无功补偿装置构成与接入方式

该储气库电力系统采用的是两组10kVSVG动态无功补偿装置，其每组为15000kvar，其每组均由三个功率柜、一个控制柜、一个启动柜及连接电抗器等组成。两组10kVSVG动态无功补偿装置以双母线带母联开关直接接入的方式接入储气库电力系统。

2.4 SVG动态无功补偿装置运行方式

该储气库电力系统采用的SVG动态无功补偿装置运行方式分别为功率因数补偿方式、恒无功方式、电压稳定方式和负荷补偿方式。其中功率因数补偿方式是装置以电力系统的功率因数稳定在用户设定值为目标调节装置的无功输出；恒无功方式用于使装置输出恒定大小的无功，并通过此方式测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度；电压稳定方式是装置以系统的电压稳定在用户设定电压值为目标调节装置的无功输出；负荷补偿方式是装置通过检测负荷侧的电流自动调节电流输出，以提高负荷电流的电能质量。

结合枯竭气藏储气库电气设备运行特点，在储气库较稳定的生产工况下采用功率因数补偿方式，以确保整个供电区域的供电质量、减少电网输送电力过程中的无功功率损耗、节约电能；而在储气库大型用电设备频繁启停阶段，我们则短期采用电压稳定方式，以减少冲击电压等因素危害供电区域的电网。

2.5 SVG动态无功补偿装置运行效果统计分析

通过对枯竭气藏储气库电力系统中投用传统无功补偿装置与投用SVG动态无功补偿装置后的功率因数进行统计并对比分析（如下图3），可以发现采用SVG无功补偿装置后，电力系统功率因数波动明显趋于平稳且高于投用传统无功补偿装置后的功率因数。尤其可见，在采用SVG无功补偿装置后，提高了储气库电力设备用电效率，减少了其供电损失。

3 结束语

国家《“十三五”天然气发展规划》中明确提出了我国天然气发展目标，而天然气储气库建设运行不仅是天然气管网的重要调峰保供手段，同时也是解决天然气管网季节性供给矛盾的主要方法。因此储气库高效经济平稳的运行不仅能有效调节天然气季节性消费需求的峰谷差，也能节约国家能源、降低储气库运营成本。

本文通过研究分析枯竭气藏储气库电力设备的运行特点及其电力系统无功补偿的重要性，并对SVG动态无功补偿装置在储气库电力系统中的应用效果进行分析，能够明确采用SVG动态无功补偿装置替代传统无功补偿装置的优越性。因此，在未来储气库建设发展运行过程中，应高度重视无功补偿的技术发展，不断推动其新技術在储气库中的推广应用，确保储气库的可持续长远发展。

参考文献

[1] 崔玉.智能电力调度控制系统与电力系统安全运行[J].科学与信息化，2017，（15）：43-44.