ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДВОДНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ
Аннотация
Представлен анализ основных концептуальных вариантов построения электроэнергетических систем подводных компрессорных станций с протяженной линией электропередач. Объектом исследования является подводная компрессорная станция активной мощностью 6 МВт с высокоскоростным (13 000 об/мин) центробежным компрессором, находящаяся на расстоянии 35 км от берега. В качестве электропривода компрессора принимается система: преобразователь частоты - электродвигатель. Основной задачей исследования являлось определение целесообразности использования электроэнергетических систем со статическими преобразователями частоты в двух основных вариантах кабельной линии - постоянного и переменного тока. Анализ показал, что применение статических преобразователей частоты оказывается целесообразным при внедрении их в структуры с линией передачи на постоянном токе благодаря высокой энергоэффективности и низкой интенсивности роста потерь с увеличением длины кабельной линии. Преобразователь в этом случае состоит из двенадцати импульсной или береговой системы выпрямления и многоуровневого инвертора напряжения, число уровней которого зависит от напряжения в линии передач. В системе с линией на переменном токе полная мощность P, потребляемая из береговой сети, возрастает на 1 МВ∙А, а потери активной мощности в системе по отношению к мощности установки - на 3,6 %. При сопоставимом качестве напряжения на входе сети для обеих систем качество напряжения на нагрузки для системы с линией постоянного тока существенно выше, что позволяет снизить габариты выходных фильтров. Главным недостатком системы с линией постоянного тока являются высокие (свыше 6 кВ) уровни выходного напряжения инвертора, усложняющие структуру инвертора, снижающие общую безотказность системы, а также требующие применения высоковольтных электродвигателей.
Ключевые слова
преобразователь частоты, подводная компрессорная станция, линия постоянного тока, электропривод, уровень напряжения, электроэнергетическая система, многоуровневый инвертор, высоковольтная система, надежность, двенадцатипульсный выпрямитель, DC transmission line
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Chokhawala R. DC Transmission to Offshore Installations / R. Chokhawala, А. Mæland, T. F. Nestli // The Journal of Offshore Technology. - 2004. - Vol. 12. - Pp. 4-10.
Hörle N. Electrical supply for offshore installations made possible by use of VSC technology / N. Hörle, K. Eriksson, A. Maeland, T. Nestli // Cigré 2002 Conference. - Paris, France, 2002.
Laird B. Electrification of offshore platforms. Bellona Foundation report / B. Laird, M. Holm, F. Hauge. - 2007.
Nestli T. F. A Very High Power IGBT Based Variable Speed Drive: 40-MW, 60-kV Drive with 70-km Subsea DC Link. Offshore Applications from State of the Art to Future Trends / T. F. Nestli, T. Chr. Stensholt // Proceedings of the international conference “Power electronics intelligent motion power quality” (PCIM Europe). - Nurnberg, Germany, 2004. -Vol. 2. - Pp. 11.
Asplund G. Electric power transmission to distant loads by HVDC Light / G. Asplund, K. Erikson, B. Drugge // Distribution 2000 conference in Sydney, Australia. - 2000.
Haileselassie T.M. Multi-terminal VSC-HVDC system for integration of offshore wind farms and green electrification of platforms in the North Sea / T. M. Haileselassie, M. Molinas, T. Undeland // Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics (NORPIE/2008). - Espoo, Finland: Helsinki University of Technology, 2008. - Vol. 8. - Pp. 8.
Lamell J. O. Offshore platform powered with new electrical motor drive system / J. O. Lamell, T. Trumbo, T. F. Nestli // Petroleum and Chemical Industry Conference, 2005. Industry Applications Society 52nd Annual. - IEEE, 2005. - Pp. 259-266. DOI: 10.1109/PCICON.2005.1524562.
Asplund G. A novel approach to providing on route power supplies to rural and urban communities in close proximity to the extra high voltage DC transmission line / G. Asplund, A. Williamson // Power Engineering Society Conference and Exposition in Africa, 2007. PowerAfrica’07. IEEE. - IEEE, 2007. - Pp. 1-6. DOI: 10.1109/PESAFR.2007.4498119.
Marvik J. I. Electrification of offshore petroleum installations with offshore wind integration / J. I. Marvik, E. V. Øyslebø, M. Korpås // Renewable energy. - 2013. - Vol. 50. - Pp. 558-564. DOI: 10.1016/j.renene.2012.07.010.
Hyttinen M. New application of voltage source converters (VSC) НVDС to be installed on the gas platform Troll A / M. Hyttinen, J.-O. Lamell, T. Nestli // CIGRE. - Paris, 2004.
Об авторах
Сорокин Илья Владимирович - инженер
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
