一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统，所述系统包括依次连接的光伏矩阵、控制器、储能电池、逆变器和变频器，所述变频器与所述石油抽油机连接，所述变频器根据所述石油抽油机的功率选配，所述系统还包括数据采集器，所述数据采集器与所述逆变器、变频器、燃气发电机、温度仪和辐照仪连接，并且所述数据采集器通过GPRS或者因特网与远程计算机监控系统连接。本发明专利技术减少了有害气体的排放，并减少了噪声污染，节能环保；发电成本低，电能利用率高，经济实用，具有很好的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电的应用
，特别涉及一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统。
技术介绍
能源、环境是21世纪人类面临的两大基本问题，大力推广绿色可再生能源是解决这些问题的有效手段。传统的石油产业，抽油机所用动力主要有两个来源，一是国家电网提供的电源；二是采用柴油发电。但是上述方案存在以下问题：(1)油井现场，多处在海边、草原、沙漠、戈壁滩等偏远地区，电力线路架设困难、费用昂贵，并且为了埋设线杆，还要占用农田；(2)柴油发电存在的问题首先是对环境产生较大污染，碳排放及其它酸性气体会对环境造成污染，柴油发电噪声对现场作业人员也会产生影响，其次，费用高(燃油的费用、运输的成本等)，造成石油成本的增高，另外，柴油发电的效率也很低。光伏发电根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能，是一种无污染的绿色能源，并且发电效率高，成本低，但是，目前光伏发电还没有应用到石油抽油机上，因此，亟需一种应用于石油抽油机的光伏发电技术，这也是本专利技术的专利技术目的所在。
技术实现思路
为此，本专利技术提出一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统，可充分地消除
由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。本专利技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本专利技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本专利技术目的和优点。本专利技术提供了一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统，所述系统包括依次连接的光伏矩阵、控制器、储能电池、逆变器和变频器，所述变频器与所述石油抽油机连接，所述变频器根据所述石油抽油机的功率选配，所述系统还包括数据采集器、温度仪、辐照仪和备用的燃气发电机，所述数据采集器与所述逆变器、变频器、燃气发电机、温度仪和辐照仪连接，并且所述数据采集器通过GPRS或者因特网与远程计算机监控系统连接。优选的，所述控制器具有温度补偿的功能。优选的，所述储能电池为180块串联的铅晶电池。优选的，所述逆变器是60KW的正弦波逆变器。优选的，所述变频器为30KW的变频器。优选的，所述数据采集器通过RS232/485接口与所述逆变器、变频器和燃气发电机相连。优选的，所述数据采集器还与辐照仪和温度仪相连。优选的，所述系统还包括备用的30KW燃气发电机，所述备用的30KW燃气发电机连接在所述逆变器和所述变频器之间。本专利技术减少了有害气体的排放，并减少了噪声污染，节能环保；发电成本低，电能利用率高，经济实用，具有很好的实际应用价值。附图说明图1为根据本专利技术实施例的、应用在石油抽油机上的光伏发电系统的模块原理示意图。图2为根据本专利技术实施例的、应用在石油抽油机上的光伏发电系统的实物示意图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。如图1和图2所示，本专利技术提出的应用在石油抽油机上的光伏发电系统主要包括依次连接的光伏矩阵、控制器、储能电池、逆变器和变频器，所述变频器与石油抽油机连接，数据采集器与所述逆变器、变频器、燃气发电机、温度仪和辐照仪连接，并且所述数据采集器通过GPRS或者因特网与远程计算机监控系统连接。下面对本专利技术所提出的应用在石油抽油机上的光伏发电系统的各个部分进行详细说明。由于油田抽油系统电机负载有多种，具体的安装规格根据负载情况而定，这里我们就以60KW的光伏储能系统为例：光伏矩阵是光伏发电系统的主要部分，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能。如图2所示，本专利技术的电池板组件的选型如下：太阳能电池所标参数均在STC标准下，其条件为：光谱辐照度：1000w/m2，大气质量AM1.5，温度为25℃组件的矩阵设计如下：1)光伏组件每串15个，串组功率15*250Wp＝3.75KWp2)组串最大开路电压：15*37.53*(1+50*0.38％)＝669.91v组串MPPT电压：15*30.17＝452.55，3)共16个串组，通过两个8路汇流箱汇流，然后并入光伏控制器，其最大输入电流：2*8*Isc＝16*8.93＝142.88A。控制器也称“光伏控制器”，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。由于北方温差较大，优选的，控制器具有温度补偿的功能。根据本专利技术的实施例，控制器的参数选择为：电流150A；电压DC360V。储能电池：其主要任务是贮能，将太阳能电池组件所产生的电能储存起来，给负载供电。根据负载用电实际情况，系统采用2V1000Ah的铅晶电池，由180块串联起来。铅晶电池具有充放电电流大的特点，适合工业动力应用。逆变器是离网发电系统的核心部件，负责把360V直流转换为380v交流电，驱动变频器，供抽油机电机使用。优选的，本专利技术根据光伏装机量选择60KW的正弦波逆变器所述正弦波逆变器的技术参数如下：由于抽油电机启动电流大，是正常工作电流的3-7倍，为了减少启动电流对逆变器、蓄电池的冲击，本专利技术采用油井专用变频器。根据负载的情况，选配变频器。现场22KW的抽油电机，由于其启动电池较大，故本专利技术选择30KW的变频器驱动。如图1和图2所示，为实现智能控制，数据采集器通过RS232/485接口与逆变器、变频器、燃气发电机相连，并且所述数据采集器还与辐照仪和温度仪相连，通过数据采集器，对油井现场环境情况(光照情况、温度情况)以及光伏系统的运行情况，利用逆变器RS232/485接口进行实时监控。在终端显示屏上显示光伏
运行情况：光伏发电情况(输入电压、电流)，负载运行情况(输出电压、电流)，输出功率、电能累加等。优选的，为了解决阴雨天的现场用电及系统检修，现场配一备用的30KW燃气发电机，以做备用(油井本身产生的天燃气即可利用)。所述备用的30KW燃气发电机连接在所述逆变器和所述变频器之间。本专利技术已经应用于实际生产中，并且取得了良好的经济效益。以一台22KW抽油电机为例，每年的各项费用40余万，而用一个60KW的光伏储能发电系统，总投资为100余万，每年发电约87600KWH。和柴油发电机相比，其优势表现在：1)经济实用，可在4年左右回收成本；2)减少噪声污染(柴油发电机噪声为100-120分贝)；3)节能环保，减少排放。一台22kw功率的抽油电机，一年用电量为85000KWH。采用光伏储能发电系统一年可节约标煤30T，减少排放二氧化碳85t，及二氧化氮、二氧化硫、其它有害气体及粉尘等；4)太阳能发出的每度电都被使用，柴油发电机无法根据负载的需要来调节输出。另外，对于准备接入电网的新建油井，可避免架设供电线路的费用，减少农民土地的征用，缩短建设周期，从而减少了成本。以上内容仅为本专利技术的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的光伏矩阵、控制器、储能电池、逆变器和变频器，所述变频器与所述石油抽油机连接，所述变频器根据所述石油抽油机的功率选配，所述系统还包括数据采集器、温度仪、辐照仪和备用的燃气发电机，所述数据采集器与所述逆变器、变频器、燃气发电机、温度仪和辐照仪连接，并且所述数据采集器通过GPRS或者因特网与远程计算机监控系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的光伏矩阵、控制器、储能电池、逆变器和变频器，所述变频器与所述石油抽油机连接，所述变频器根据所述石油抽油机的功率选配，所述系统还包括数据采集器、温度仪、辐照仪和备用的燃气发电机，所述数据采集器与所述逆变器、变频器、燃气发电机、温度仪和辐照仪连接，并且所述数据采集器通过GPRS或者因特网与远程计算机监控系统连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器具有温度补偿的功能。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能电池为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓民，
申请(专利权)人：王晓民，
类型：发明
国别省市：吉林;22