石油钻机超级电容器储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种石油钻机超级电容器储能系统，属于石油钻机再生能源利用技术，主要解决了现有技术中再生能源直接浪费的问题。该石油钻机超级电容器储能系统，包括一个储能装置，该储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组、DC/DC，所述超级电容组还与DC/DC连接。本实用新型专利技术利用超级电容组实现了对再生能源的存储与利用，既达到了资源利用的目的，又节约了能量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能系统，具体地说，是涉及一种石油钻机超级电容器储能系统。
技术介绍
超级电容最早由美国人专利技术，虽然问世不久，但由于它具有特殊的优点，已在许多领域中获得了应用，其前景非常广阔。目前，国内能够批量生产超级电容并达到实用化水平的厂家只有20家左右，而超级电容的应用领域则主要有电动汽车、应急电源、轨道交通、矿山和港口机械等。无论是技术经验还是应用经验都处于日臻完善之中。在石油钻机工作过程中，当钻机游车挂接重物下放时，重物下降过程的势能将转化成再生能源，目前，这种再生能源一般采用能耗制动的方式，即再生能量通过斩波单元、 电阻等器件以热能的方式消耗掉，使得该再生能源并没有得到有效利用，白白浪费。如果能利用超级电容对上述再生能源进行存储，从而加以利用，将会为国家节约大量的能源。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种石油钻机超级电容器储能系统，实现对石油钻机工作过程中产生的再生能源的存储与利用。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下石油钻机超级电容器储能系统，包括一个储能装置，该储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组、DC/DC，所述超级电容组还与DC/DC 连接。若重物势能较大，一个储能装置难以存储，可以采用多个储能装置进行储能，即 石油钻机超级电容器储能系统，包括至少两个相互并联的储能装置，所述储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组和DC/DC，所述超级电容组还与DC/DC连接。在上述两个方案中，所述电容器控制系统包括控制器，和分别与该控制器连接的均压单元和两个直流接触器，其中，所述均压单元还分别与超级电容组和一个直流接触器连接，而DC/DC则分别与控制器和另一个直流接触器连接。进一步地，所述超级电容组由至少两个超级电容串联构成，且超级电容的型号为 VCS5E4D ；所述均压单元由均压电源构成；所述控制器为PLC ；所述DC/DC为双向DC/DC。本技术的设计原理十分简单，即利用超级电容组的容量优势，在电容器控制系统的控制下，对石油钻机工作过程中产生的再生能源进行存储，之后在钻机上升需要能源时，将超级电容存储的能源释放出来，加以利用，从而实现对再生能源的利用。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果1.本技术结构简单，实现方便；2.本技术实现了钻机下放过程中产生的再生能源的存储与利用，既实现了再3生能源的利用，又节省了能源消耗，充分实现了节能减排、节省燃料的目的；3.本技术降低了石油钻机对其供电电网的电能要求，增强了电网对负荷的抗冲击能力，提高了电网的稳定性；4.本技术的实现为就业提供了新的途径，有助于提高民众就业率，增加税收。附图说明图1为本技术-实施例的系统框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，石油钻机超级电容器储能系统，包括两个连接于钻机的公共直流母排上并成并联关系的储能装置。该储能装置包括由控制器、均压单元和两个直流接触器K 组成的电容器控制系统，和一个超级电容组Sc、一个双向DC/DC。其中，均压单元、直流接触器K和双向DC/DC分别与控制器连接，同时，两个直流接触器K还分别与钻机的公共直流母排连接，而超级电容组SC则通过均压单元与一个直流接触器K连接，通过双向DC/DC与另一个直流接触器K连接。在上述器件中，所述超级电容组由至少两个超级电容串联而成，超级电容的型号为VCS5E4D，均压单元由均压电源构成，而控制器则为PLC。本技术的工作过程如下当钻机游车挂接重物下放时，重物的势能转化为再生能量，向公共直流母排反供电，电路中的直流电压开始升高。此时，在控制器的控制下，公共直流母排上的电能通过直流接触器K进入双向DC/DC，进而存储于超级电容组SC之中，从而降低公共直流母排中的直流电压，并在均压单元的控制下，保证超级电容组中每个超级电容的电压均衡。当钻机游车上升时，公共直流母排上的电压降低，此时，超级电容组对公共直流母排释放能量，以保证电网的供电正常。由于钻机游车的上升与下降是循环进行的，因此，本技术可循环工作，从而大大节约电能，降低能耗。与现有技术相比，使用本技术所述的方案可节省发电机组 10%-30%的能量。按照上述实施例，便可很好地实现本技术。权利要求1.石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，包括一个储能装置，该储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组、DC/DC，所述超级电容组还与DC/DC连接。2.石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，包括至少两个相互并联的储能装置，所述储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组和DC/ DC，所述超级电容组还与DC/DC连接。3.根据权利要求1或2所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述电容器控制系统包括控制器，和分别与该控制器连接的均压单元和两个直流接触器，其中，所述均压单元还分别与超级电容组和一个直流接触器连接，而DC/DC则分别与控制器和另一个直流接触器连接。4.根据权利要求3所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述超级电容组由至少两个超级电容串联构成。5.根据权利要求4所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述超级电容的型号为VCS5E4D。6.根据权利要求5所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述均压单元由均压电源构成。7.根据权利要求6所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述控制器为PLC。8.根据权利要求7所述的石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，所述DC/DC为双向 DC/DC。专利摘要本技术公开了一种石油钻机超级电容器储能系统，属于石油钻机再生能源利用技术，主要解决了现有技术中再生能源直接浪费的问题。该石油钻机超级电容器储能系统，包括一个储能装置，该储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组、DC/DC，所述超级电容组还与DC/DC连接。本技术利用超级电容组实现了对再生能源的存储与利用，既达到了资源利用的目的，又节约了能量。文档编号H02J15/00GK202076852SQ20112021552公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日专利技术者刘永国, 周翼, 孙铭, 康毅, 练国春, 赵军民, 陈克利 申请人:四川中曼电气工程技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．石油钻机超级电容器储能系统，其特征在于，包括一个储能装置，该储能装置包括电容器控制系统，以及分别与该电容器控制系统连接的超级电容组、ＤＣ／ＤＣ，所述超级电容组还与ＤＣ／ＤＣ连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永国，练国春，康毅，陈克利，周翼，孙铭，赵军民，
申请(专利权)人：四川中曼电气工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90