При добыче и переработке нефти выделяется попутный нефтяной газ, который в больших объемах просто сжигается. Такой способ утилизации газа негативно сказывается на экологической обстановке, наносит вред здоровью населения, а также экономике страны, ведь это потенциальный энергетический ресурс, который не используется. Ученые Пермского Политеха разработали и апробировали модель управления электрическими режимами электротехнического комплекса нефтегазодобывающего предприятия, где попутный нефтяной газ становится источником энергии для его работы. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ» (№42, 2022).
Модель, разработанная учеными Пермского Политеха, предполагает, что попутный нефтяной газ будет использован как топливо в газотурбинных электростанциях. Они станут источником энергии для отдельных частей производства нефтегазодобывающего предприятия, таким образом, вместо централизованной системы энергоснабжения на предприятии будет действовать система распределенной генерации энергии. Чтобы смоделировать работу такой децентрализованной системы, нужно рассматривать задачу обеспечения надежности функционирования электротехнического комплекса как задачу баланса ресурсов (электроэнергии и топлива).
— Объекты механизированной добычи поставляют нефтегазовую смесь в систему сбора и сепарации, затем отсепарированный попутный нефтяной газ попадает в систему газоснабжения объектов генерации. Они перерабатывают топливо в электроэнергию, которая поступает в систему электроснабжения месторождения и распределяется для потребления всеми элементами электротехнического комплекса, в том числе и объектами механизированной добычи. Теми, что на первом этапе поставляют нефтегазовую смесь в систему сбора и сепарации, — описывает схему работы модели старший преподаватель кафедры микропроцессорных средств автоматизации Николай Павлов.
Смоделированная система управления позволяет автоматизировать электроснабжение нефтяного предприятия, благодаря тому, что изменение возмущающего воздействия вызывает изменение параметров регуляторов. Так в электрической сети поддерживается баланс мощности, генерируемой с помощью переработки попутного нефтяного газа и потребляемой для добычи нефти, что гарантирует бесперебойность работы электротехнического комплекса.
Апробация предложенной системы управления электрическими режимами выполнена на одной из подстанций Логовского месторождения ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Для полного обеспечения предложенной системы в рамках месторождения потребуется 9 микротурбин Capstone, мощностью 200 кВт и параметром потребления топлива 71,4 м3/ч.