[发明专利]一种石油压裂直流传输电力系统

权利要求书

1.一种石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，包括：发电子系统、输配电子系统、变配电子系统、驱动子系统、储能子系统、能量管理子系统；

所述发电子系统由原动机和直流发电机组构成，用于将原动机的机械能转变为电能；

所述输配电子系统由电缆、母线、直流断路器和保护装置组成，用于将电能传送到用电设备；

变配电子系统，用于根据用电设备的电能需求实现电制、电压和频率的变换，为辅助设备和日用设备、通信系统供电；

驱动子系统由驱动变频器和驱动电机组成；所述驱动变频器为驱动电机输入电能并控制其转速，驱动压裂绞车、转盘、泥浆泵以及顶驱设备；

储能子系统，用于系统电能的存储和释放，根据冲击负荷的突变率为其供电，保证系统安全稳定运行；

能量管理子系统，用于系统的监测、控制和能量的管理，以实现信息流精确控制系统的能量流。

2.如权利要求1所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述能量管理子系统包括：能源管理预警模块，用于结合系统自动识别当前能量使用情况并根据压裂工艺参数，确定能源产生和消耗量；

输入功率失调预警模块，用于实时监测在线发电机输入的功率情况，对各能源源头的阈值进行判断预警；

功率限制模块，用于对于超出系统所能提供能量的能力的输出进行功率限制，以确保整个动力系统不产生震荡；

实时负载监控模块，用于通过对比相同压裂工艺的判定当前数据的合理性，并对当前负载情况进行评估，对异常现象进行预警提示；

作业工艺预警模块，用于对系统工艺流程实时监测，将获取的实时监测数据存入数据库，并对当前负载和压裂工艺进行对比，对异常情况进行报警处理；

系统短路故障判断模块，用于根据网络的短路故障特性，执行直流综合电力系统的分层协调保护策略；

故障自动恢复模块，用于系统根据当前数据判断故障设备是否恢复正常功能，当检测到故障导致的停机并检查到当前参数是否处于预设阈值范围内，直到系统对设备的评估到达使用标准后再次投入使用。

3.如权利要求2所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述能源管理预警模块包括：计算单元，用于根据设计压力和排量以及当前流体的密度计算出水马力，再根据机械和电能的转换效率计算出当前和将要需求的电气功率。

4.如权利要求2所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述压裂工艺参数包括：当前压力、排量、泥浆比重。

5.如权利要求2所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述实时负载监控模块包括：确定单元，用于对当前压力和排量计算，对比每段时间内压力的变化值，通过计算下一个阶段的压力与排量，确定将来的负载情况。

6.如权利要求2所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述系统短路故障判断模块包括：策略执行单元，用于根据各层次设备的常规负载情况，对每个网络节点的负载情况进行实时检测，当发现某个或者某几个节点出现问题时，通过系统分层判断查找短路节点。

7.如权利要求2所述的石油压裂直流传输电力系统，其特征在于，所述故障自动恢复模块包括：评估单元，用于判断IGBT或者其他功率原件自身温度是否降到最高允许温度。