[发明专利]一种油田井场共直流母线群控系统及其控制策略

说明书

本发明属于油田井场共直流母线控制技术领域，尤其涉及一种油田井场共直流母线群控系统及其控制策略。该群控系统及其控制策略可实现对共直流系统母线侧电压暂降与短时中断的主动治理，并且可解决新能源引入所导致的共直流母线直流侧随机波动性的技术缺陷，为保障油田稳定生产，助力构建可持续供能体系提供重要理论研究与实际应用价值。一种油田井场共直流母线群控系统，包括有：并联设置在共直流母线与储能电池组之间的两个单向DC/DC变换模块；以及共直流母线充放电控制器；共直流母线充放电控制器用于实现对并联设置在共直流母线与储能电池组之间的两个单向DC/DC变换模块的工作模式进行控制。

技术领域

该发明属于油田井场共直流母线控制技术领域，尤其涉及一种油田井场共直流母线群控系统及其控制策略。

背景技术

抽油机作为应用最为广泛的石油开采设备之一，其耗电量占到油田总用电量的约40%；并且由于抽油机启动状态所需要的电机启动力矩与抽油机实际负载并不相同，大概为抽油机实际负载的约3-4倍，甚至更多；而适用启动力矩则意味着与负载匹配不佳，导致了油井抽油机开采耗电量增大，电量耗损严重。共直流母线群控技术通过共直流母线将多台抽油机串联在一起，在满足油田企业工艺参数的同时，能够将多台抽油机倒发电产生电能互馈共享并循环利用，实现了油田生产的降本增效，具有良好的经济效应。

参考申请号：“201510219403.X”、专利名称：“一种油井群控变频互馈控制系统”的专利申请文件中的相关记载，该专利申请文件中记载有一种油井群控变频互馈控制系统，其中，具体包括直流动力源和多个逆变控制柜，逆变控制柜中设有逆变器和油井电机，逆变器的两端分别通过接触器连接直流动力源和油井电机，逆变器将直流动力源上的直流电转变为交流电供给油井电机。

然而进一步研究后发明人发现，包括上述参考专利文件在内的现有共直流母线群控工艺并未提供有合适的针对电压暂降与短时中断等故障缺陷的技术手段；此外，随着低碳减排、清洁供能等风光可持续新能源的引入，势必又会带来共直流母线直流侧随机波动性对系统的影响。因此，如何解决共直流母线与抽油机往复运行的适配，实现新能源的合理调控，成为了本领域技术人员亟待解决的一项技术难题。

发明内容

本发明提供了一种油田井场共直流母线群控系统及其控制策略，该群控系统及其控制策略可实现对共直流系统母线侧电压暂降与短时中断的主动治理，并且可解决新能源引入所导致的共直流母线直流侧随机波动性的技术缺陷，为保障油田稳定生产，助力构建可持续供能体系提供重要理论研究与实际应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种油田井场共直流母线群控系统，包括有：

并联设置在共直流母线与储能电池组之间的两个单向DC/DC变换模块；其中，正向设置的单向DC/DC变换模块用于通过共直流母线为储能电池组充电；反向设置的单向DC/DC变换模块用于将储能电池组中的电能反馈至共直流母线中；

以及共直流母线充放电控制器；共直流母线充放电控制器分别与共直流母线交流侧电压采样单元、共直流母线交流侧断路器的辅助触点、共直流母线直流侧电压采样单元、共直流母线直流侧电流采样单元、储能电池组电池端电压采样单元、储能电池组电池端电池状态采样单元相连接，用于实现对并联设置在共直流母线与储能电池组之间的两个单向DC/DC变换模块的工作模式进行控制。

较为优选的，还包括有：制动电阻以及制动电阻的控制开关；其中，制动电阻与储能电池组并联设置。

可选择的，所述储能电池组采用铅酸电池组；储能电池组中单块电池的参数为150Ah/12V，储能电池组的总容量不低于18kW·h。

可选择的，所述制动电阻的功率为5kW。

另一方面，本发明提供了一种油田井场共直流母线控制策略，包括有如下步骤：