排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域，包括模式選擇模塊

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)


[0001]本專利技術(shù)涉及石油開采
，具體涉及排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)
。

技術(shù)介紹

[0002]抽油機是開采石油的一類機械，分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機，抽油機和水井抽水的原理一樣，也是通過一個活塞拉桿（抽油桿）的抽吸作用把油抽上來，然后通過地下埋的管道送走，唯一不同的是拉桿動作是通過一個電機來帶動，抽油機國內(nèi)有很多種形式，一般常見的帶有一個大大的扇形鐵塊并來回運動，也有直線電機帶動，節(jié)能效果好但實際使用成本比較高，當(dāng)抽油桿下落時，電機是不做功的，相反還有電能回饋電網(wǎng)，油田的抽油機比較多，這些回饋的電能使電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變；公共直流母線主要應(yīng)用于多電機傳動系統(tǒng)中，用于控制調(diào)速系統(tǒng)的高精度，同時將系統(tǒng)在制動過程中產(chǎn)生的再生能源加以合理利用和回收，公共直流母線采用單獨的整流
/
回饋裝置，為系統(tǒng)提供一定功率的直流電源，調(diào)速用逆變器直接掛接在直流母線上，當(dāng)系統(tǒng)工作在電動狀態(tài)時，逆變器從母線上獲取電能；當(dāng)系統(tǒng)工作在發(fā)電狀態(tài)時，能量通過母線及回饋裝置直接回饋給電網(wǎng)，以達(dá)到節(jié)能
、
提高設(shè)備運行可靠性
、
減少設(shè)備維護(hù)量和設(shè)備占地面積等目的，因此公共直流母線也可應(yīng)用到多臺抽油機形成傳動系統(tǒng)中；排子井可以理解為多個排列設(shè)置的抽油井，多臺抽油機在對應(yīng)的抽油井中同時運行，在多臺抽油機運行時，會產(chǎn)生（回饋）一定的電能，現(xiàn)有技術(shù)中主要是將利用回饋單元將電能直接回饋至電網(wǎng)，容易使電網(wǎng)產(chǎn)生畸變，引起電源波動，上述問題亟待解決；為此，我們提出排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)
。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于：如何解決現(xiàn)有技術(shù)中主要是將利用回饋單元將電能直接回饋至電網(wǎng)，容易使電網(wǎng)產(chǎn)生畸變，引起電源波動的問題
。
[0004]本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題，排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，包括模式選擇模塊
、
電能檢測模塊
、
制動消耗模塊
、
電能存儲模塊
、
電能輸出轉(zhuǎn)換模塊；所述模式選擇模塊，用于根據(jù)操作人員的選擇，確定立式抽油機電機產(chǎn)生的電能的處理模式；所述電能檢測模塊，用于對直流母線上的實時電流
、
電壓進(jìn)行檢測，獲取實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)；所述制動消耗模塊，用于根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，選擇通過不同阻值的制動電阻將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能通過熱量消散于大氣；所述電能存儲模塊，用于根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，選擇不同數(shù)量及規(guī)格的超級電容器將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能存儲起來；
所述電能輸出轉(zhuǎn)換模塊，用于對電能存儲模塊中超級電容器存儲的電能進(jìn)行整流濾波
、
穩(wěn)壓
、
變壓
、
逆變處理工作
。
[0005]更進(jìn)一步地，在所述模式選擇模塊中，處理模式包括消耗模式
、
存儲模式
。
[0006]更進(jìn)一步地，所述電能檢測模塊包括電流檢測單元
、
電壓檢測單元
、
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；所述電流檢測單元用于對直流母線上的實時電流電信號進(jìn)行檢測，并將直流母線上的實時電流電信號發(fā)送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中；所述電壓檢測單元用于對直流母線上的實時電壓電信號進(jìn)行檢測，并將直流母線上的實時電壓電信號發(fā)送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將直流母線上的實時電流
、
電壓電信號轉(zhuǎn)換為實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)，并將實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述制動消耗模塊
、
電能存儲模塊中
。
[0007]更進(jìn)一步地，所述制動消耗模塊包括第一結(jié)果接收單元
、
制動電阻接入選擇單元
、
散熱組件選擇單元；所述第一結(jié)果接收單元用于接收根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，并根據(jù)選擇結(jié)果選擇是否啟動所述制動電阻接入選擇單元，當(dāng)選擇結(jié)果為消耗模式時，則啟動所述制動電阻接入選擇單元，進(jìn)行電阻熱消耗工作，當(dāng)選擇結(jié)果為存儲模式時，則不啟動所述制動電阻接入選擇單元，進(jìn)行電能存儲工作；所述制動電阻接入選擇單元用于在啟動后對制動電阻的阻值的進(jìn)行選擇，并將選擇的制動電阻與直流母線連接，即接入電路；所述散熱組件選擇單元用于根據(jù)選擇的制動電阻選擇對應(yīng)功率的散熱組件
。
[0008]更進(jìn)一步地，在所述制動電阻接入選擇單元中，根據(jù)實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)的大小對制動電阻的阻值的進(jìn)行選擇
。
[0009]更進(jìn)一步地，所述電能存儲模塊包括第二結(jié)果接收單元
、
電容接入選擇單元；所述第二結(jié)果接收單元用于接收根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，并根據(jù)選擇結(jié)果選擇是否啟動電容接入選擇單元，當(dāng)選擇結(jié)果為存儲模式時，則啟動電容接入選擇單元，進(jìn)行電能存儲工作，當(dāng)選擇結(jié)果為消耗模式時，則啟動所述制動電阻接入選擇單元，進(jìn)行電阻熱消耗工作；所述電容接入選擇單元用于在啟動后對超級電容器的數(shù)量及規(guī)格進(jìn)行選擇，并將選擇的超級電容器與直流母線連接，即接入電路
。
[0010]更進(jìn)一步地，所述電容接入選擇單元在選擇超級電容器時，根據(jù)單個超級電容器的容量
、
實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)的大小選擇設(shè)定數(shù)量
、
規(guī)格的超級電容器
。
[0011]更進(jìn)一步地，所述電能輸出轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波單元
、
穩(wěn)壓單元
、
變壓單元
、
逆變單元；所述整流濾波單元用于利用整流橋?qū)﹄娔艽鎯δK中超級電容器存儲的電能進(jìn)行整流處理，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并利用濾波電路對其進(jìn)行濾波處理；所述穩(wěn)壓單元用于利用穩(wěn)壓電路對經(jīng)過整流濾波單元處理得到的直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理；所述變壓單元用于根據(jù)負(fù)載的類型和額定電壓大小，利用變壓器對穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處理，將電壓轉(zhuǎn)化為負(fù)載的額定電壓；所述逆變單元用于根據(jù)負(fù)載的類型和額定電壓大小，利用逆變器對整流濾波單元處理得到的直流電進(jìn)行逆變
、
濾波處理，將其轉(zhuǎn)化為可供負(fù)載使用的交流電
。
[0012]更進(jìn)一步地，在所述電能輸出轉(zhuǎn)換模塊中，當(dāng)已知負(fù)載類型為直流負(fù)載，以及負(fù)載的額定電壓大小時，將利用變壓器對穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處理，將電壓轉(zhuǎn)化為負(fù)載的額定電壓；當(dāng)已知負(fù)載類型為交流負(fù)載，以及負(fù)載的額定電壓大小時，將利用逆變器對整流濾波單元處理得到的直流電進(jìn)行逆變
、
濾波處理，將其轉(zhuǎn)化為可供負(fù)載使用的交流電
。
[0013]本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本專利技術(shù)是通過設(shè)置的制動消耗模塊，能夠根據(jù)選擇將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能
通過制動電阻熱消散的方式消耗，并通過散熱組件加速熱消散速度，還通過設(shè)置的電能存儲模塊，能夠根據(jù)選擇將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能通過超級電容器存儲起來，解決了抽油機不平衡的問題，避免回饋單元直接將本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.
排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，直流母線分別與各個立式抽油機電機變頻器的正負(fù)極連接，其特征在于，包括模式選擇模塊
、
電能檢測模塊
、
制動消耗模塊
、
電能存儲模塊
、
電能輸出轉(zhuǎn)換模塊；所述模式選擇模塊，用于根據(jù)操作人員的選擇，確定立式抽油機電機產(chǎn)生的電能的處理模式；所述電能檢測模塊，用于對直流母線上的實時電流
、
電壓進(jìn)行檢測，獲取實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)；所述制動消耗模塊，用于根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，選擇通過不同阻值的制動電阻將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能通過熱量消散于大氣；所述電能存儲模塊，用于根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，選擇不同數(shù)量及規(guī)格的超級電容器將立式抽油機電機產(chǎn)生的電能存儲起來；所述電能輸出轉(zhuǎn)換模塊，用于對電能存儲模塊中超級電容器存儲的電能進(jìn)行整流濾波
、
穩(wěn)壓
、
變壓
、
逆變處理工作
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，其特征在于：在所述模式選擇模塊中，處理模式包括消耗模式
、
存儲模式
。3.
根據(jù)權(quán)利要求2所述的排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電能檢測模塊包括電流檢測單元
、
電壓檢測單元
、
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；所述電流檢測單元用于對直流母線上的實時電流電信號進(jìn)行檢測，并將直流母線上的實時電流電信號發(fā)送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中；所述電壓檢測單元用于對直流母線上的實時電壓電信號進(jìn)行檢測，并將直流母線上的實時電壓電信號發(fā)送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將直流母線上的實時電流
、
電壓電信號轉(zhuǎn)換為實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)，并將實時電流
、
電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述制動消耗模塊
、
電能存儲模塊中
。4.
根據(jù)權(quán)利要求3所述的排子井多臺抽油機共直流母線控制系統(tǒng)，其特征在于：所述制動消耗模塊包括第一結(jié)果接收單元
、
制動電阻接入選擇單元
、
散熱組件選擇單元；所述第一結(jié)果接收單元用于接收根據(jù)模式選擇模塊的選擇結(jié)果，并根據(jù)選擇結(jié)果選擇是否啟動所述制動電阻接入選擇單元，當(dāng)選擇結(jié)果為消耗模式時，則啟動所述制動電阻接入選擇單元，進(jìn)行電阻熱消耗工作，當(dāng)選擇結(jié)果為存儲模式時，則不啟動所述制動電阻接入選擇單元，進(jìn)行電能存儲工作；所述制動電阻接入選擇單元用于在啟動后對制動電阻的阻值的進(jìn)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉超，黎剛，邱萌，黃小龍，李征，王勝輝，孫成頌，周治江，侯有超，滕枝娜，劉雅楠，王大偉，高中正，張恒龍，孫開，
申請(專利權(quán))人：山東創(chuàng)新石油技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：