[实用新型]石油钻机超级电容器储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及储能系统，具体地说，是涉及一种石油钻机超级电容器储能系统。

背景技术

超级电容最早由美国人发明，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。

发明内容

本实用新型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，本实用新型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。

本实用新型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，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型结构简单，实现方便；

2.本实用新型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.本实用新型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.本实用新型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为本实用新型-实施例的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型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。

本实用新型的工作过程如下：

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。