【技术实现步骤摘要】
一种用于抽油机的自洽供能系统控制方法
[0001]本专利技术涉及并网或离网供电的供能系统,具体涉及一种用于抽油机的自洽供能系统控制方法。
技术介绍
[0002]抽油机又称“磕头机”是开采石油的重要设备,其通过循环举升抽吸井下原油,被广泛应用于各类油田中。抽油机通常在油田内需全天候运转,其动载大且能耗高,目前油田中为抽油机供能主要以电网为主。根据目前油田的分布位置,有些油田所处区域架设有电网,可以满足其用能需求,但有些油田所处区域则无电网解决其用能问题。
[0003]现有技术中为抽油机供能所采用的方式如下:
[0004]方式一,油田周围架设有电网时,抽油机直接从电网取电,鉴于抽油机的工作特点,会拉低电网功率因数,因此用电成本比常规用电设备要高,除了常规电费外,供电部门还会额外收取因拉低功率因数的调整电费,导致单纯依靠电网供能的用电成本极高。
[0005]方式二,油田周围无电网供能时,通常采用柴油发电机给抽油机供能,燃油消耗巨大,碳排放过高,对环境也不友好。
[0006]随着对石油需求量的增加,解决抽油机供能问题十分必要,充分利用油田所处地域资源优势,将绿色能源转化为电能为其供能,减少对电网取电的依赖。光伏储能供电系统是解决抽油机用能需求的较佳选择,在设计光伏储能供电系统时,需考虑以下方面:
[0007](1)光伏储能供电系统中所需光伏阵列、储能系统、直流变换器、变流设备、隔离变压器等设备的容量配置,要结合抽油机的用能特点而考虑,需在满足用能需求前提下,还满足经济性。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于抽油机的自洽供能系统控制方法,其特征在于:所述自洽供能系统包括光伏阵列、储能单元、直流变换器、变流器、隔离变压器、电网以及抽油机;所述控制方法包括对自洽供能系统的配置设计、对自洽供能系统的能量管控设计、对自洽供能系统的软启动设计;自洽供能系统的配置设计按如下给出的公式进行配置:上式中,各个参数的含义如下:P
pv
表示光伏阵列布设总容量,单位为kWp;T
pv
表示光伏阵列年有效发电小时数,单位为h;P
load
表示用电负荷平均运行功率,单位为kW;T
load
表示用电负荷年总用能时长,单位为h;P
es_ch
表示储能单元额定充电功率,单位为kW;T
pv_ch
表示光伏阵列为储能单元充电时长,单位为h;S
pvmin
、S
pvmax
分别表示光伏阵列布置容量的下限值和上限值,单位为kW;P
pcs
表示变流器设计容量,单位为kW;E
tran
表示隔离变压器设计容量,单位为kVA;P
load_max
表示用电负荷最大运行功率,单位为kW;P
dcdc
表示直流变换器设计容量,单位为kW;P
es
表示储能单元额定功率,单位为kW;E
es
表示储能单元额定容量,单位为kWh;T
requir
表示需要储能单元放电时长,单位为h;k1、k2表示基于系统出力以及设备电能转换损耗设计的损耗系数,>1,无量纲;自洽供能系统的软启动设计具体如下:将变流器初始输出电压设定为抽油机电机额定电压的60%;启动抽油机电机,实时检测抽油机电机的转速是否达到额定转速,抽油机电机从初始转速逐渐升高到额定转速的过程中,变流器输出电压从初始输出电压逐渐开始升高,直至抽油机电机的转速达到额定转速时,变流器输出电压调整为抽油机电机的额定电压;自洽供能系统的能量管控设计如下:当抽油机工作于下冲程时,并且储能单元的实时荷电状态≤储能单元荷电状态上限值时,自洽供能系统的能量管控按如下公式进行控制:
上式中,各个参数含义如下:P
pv
(t)表示光伏阵列实时发电功率,单位为kW;P
pv_mppt
(t)表示光伏阵列实时最大功率点出力功率,单位为kW;P
es
(t)表示储能单元实时充电功率,单位为kW;P
esn
(t)表示储能单元额定充电功率,单位为kW;P
grid
(t)表示电网与自洽供能系统实时交互功率,单位为kW;P
load_m
(t)表示抽油机下冲程时电机的放电功率,单位为kW;当抽油机工作于下冲程时,并且储能单元的实时荷电状态>储能单元荷电状态上限值时,自洽供能系统的能量管控按如下公式进行控制:2.根据权利要求1所述的一种用于抽油机的自洽供能系统控制方法,其特征在于:所述自洽供能系统的软启动过程中,变流器输出电压每次调整时,变流器输出电压每次升高10%。3.根据权利要求1所述的一种用于抽油机的自洽供能系统控制方法,其特征在于:所述自洽供能系统的能量管控设计中,当抽油机工作于上冲程时,其能量管控具体如下:(1)当储能单元实时荷电状态≤储能单元荷电状态上限值,并且光伏阵列实时发电功率≥用电负荷实时用电功率时,自洽供能系统的能量管控按如下公式进行控制:上式中,P
load
(t)表示用电负荷实时用电功率,单位为kW;(2)当储能单元实时荷电状态≥储能单元荷电状态下限值,并且光伏阵列实时发电功率<用电负荷实时用电功率时,自洽供能系统的能量管控按如下公式进行控制:上式中,P
es_dis
(t)表示储能单元实时放电功率,单位为kW;(3)储能单元实时荷电状态<储能单元荷电状态下限值,并且光伏阵列实时发电功率<用电负荷实时用电功率时,自洽供能系统的能量管控按如下公式进行控制:(4)当储能单元实时荷电状态>储能单...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵天宇,陈冲,邵晨虎,贾利民,金成日,梁立中,
申请(专利权)人:青海能高新能源有限公司,
类型:发明
国别省市:
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