[发明专利]一种油田抽油机光电互补系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种油田抽油机光电互补系统。

背景技术

自然界的一次能源储量有限，能源危机迫在眉睫。同时，化石能源在开采、 运输和使用过程中都会对空气和人类生存环境造成严重的污染，同时使得地球表 面气温逐年升高，如果不加以控制，温室效应将使南、北两极的冰山融化，这可 能会使海平面上升几米，四分之一的人类生活空间将由此受到极大威胁。

综合以上环境问题，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，与其他新能源 相比利用最大，是最理想的可再生能源。主要特点为：储量巨大，不需要开采 和运输，使用过程中清洁无污染且安全、无噪声及可靠性高，寿命长，等诸多优 点。

当前国内石油开采主要依靠抽油机将原油从地下举升到地面后供人类加工 使用。而驱动抽油机主要依靠电能。各油田每年消耗在抽油机上的电能在原油生 产成本中占较大比例。因此，有效降低油田抽油机对电网能量的消耗，具有显著 的经济与社会效益。

现有技术已经提出了通过光伏发电和电源电网共同为抽油机供电的技术，但 是，现有技术存在以下问题：(1)没有更多的考虑到需要尽可能的从光伏发电装 置获得电能，即，没有考虑尽可能的利用节能环保的太阳能电源；(2)抽油机电 机调速不够方便准确，并且启动电流大，并且抽油机电机转速范围过窄，且比抽 油机实际运转过程中所需匹配的功率大得多，从而使电机平均负载率降低，功率 因数仅为0.2-0.4，甚至更低，产生大量损耗；(3)不能根据光伏发电装置的发 电量来相应的调节电机的转速。

总之，现有的利用光伏发电和电源电网为抽油机进行供电的系统电能分配不 够精确，没有充分的利用太阳能电源。

发明内容

为此，本发明提出一种油田抽油机光电互补系统，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。

本发明另外的优点、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 本发明的实施中学到。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发明目的和优点。

本发明提供了一种油田抽油机光电互补系统，其中，该系统包括光伏发电装 置、光电互补控制装置、电网电源、电机装置和抽油机，其中：

所述光伏发电装置用于将太阳能转换为电能；

所述光电互补控制装置与光伏发电装置、电网电源和电机装置连接，其用于 控制电能分配和电机装置的运行；

所述电机装置用于驱动抽油机工作；

其中，所述光电互补控制装置包括计量电表、第一比较器和第一控制器，所 述计量电表对所述光伏发电装置输出的电能进行计量；所述第一比较器与所述计 量电表相连，将电机装置消耗的电能与计量电表计量的光伏发电装置输出的电能 进行比较；所述第一控制器用于根据第一比较器的比较结果进行电能分配，所述 电能分配具体为：

当电机装置消耗的电能小于计量电表计量的光伏发电装置输出的电能时，所 述第一控制器将光伏发电装置输出的电能中除了被电机装置消耗的之外的多余 的电能输送到电网电源；当电机装置消耗的电能大于计量电表计量的光伏发电装 置输出的电能时，所述第一控制器利用光伏发电装置和电网电源共同为电机装置 供电，并优先使用光伏发电装置向电机装置供电。

优选的，所述光电互补控制装置还优选的包括第二较器和第二制器，其中，

所述第二比较器用于将计量电表计量的光伏发电装置输出的电能与一预设 阈值进行比较，如果低于预设阈值，则第二制器控制电机以较低转速工作，如果 高于预设阈值，则第二控制器控制电机以较高转速工作。

优选的，该预设阈值可以是电机以中等转速工作时所消耗的电能。

优选的，所述中等转速可以是3000r/min。

优选的，所述电机装置包括电机、转速确定器、绕组电流确定器、参考电流 值输出单元、开关控制单元和开关装置，其中：

所述转速确定器用于检测电机转子的位置，并根据检测的电机转子的位置计 算电机的转速；

所述绕组电流确定器用于确定通过电机绕组的绕组电流值；

所述参考电流值输出单元用于对转速确定器确定的电机转子的转速与预设 转速进行比较，并基于比较结果输出一参考电流值；