[發明專利]一種油田抽油機的可再生能源微電網系統

有效

• 申請號: 201210564680.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103061990A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張建洲
• 申請（專利權）人: 張建洲
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D3/02;H02J15/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及油田發電技術領域，更具體地說，涉及一種基于再生能源和氫能轉換的油田抽油機的可再生能源微電網系統。

背景技術

近年來，隨著用電負荷的不斷加大，電力系統的遠距離輸送容量及輸電消耗也同時不斷增加，針對用電量較大的用戶如冶金、煤礦和石油企業，通過配電網建立單獨的發電單元或網絡對企業的重要用電負荷進行供電，所述單獨的發電單元或者網絡稱為分散式/嵌入式發電單元或網絡。

以我國油田用電為例，由于我國油田多為低滲透的低能、低產油田，用電量相對自噴油井耗費量更為巨大，現有的針對油田抽油機進行供電的網絡系統，利用的是國家電網或者從國家電網抽調的分散式發電單元或網絡。

然而，鑒于油田的建造地理位置偏遠，上述分散式發電單元或網絡從國家電網中獲取電能，存在著遠距離輸電消耗及穩定性差的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種油田抽油機的可再生能源微電網系統，以實現對油田輸電的微電網系統，降低了輸電消耗并保證了高穩定性。

一種油田抽油機的可再生能源微電網系統，用于為油田抽油機供電，包括：多角樓塔式垂直軸風力發電機和氫能儲電系統，所述氫能儲電系統包括：氫氣發生器、氫氣存儲器、氫燃料電池；

所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統產生的電能輸送至所述微電網中和/或氫氣發生器中；

所述氫氣發生器的輸出端與所述氫氣存儲器連接；

所述氫氣存儲器的輸出端與所述氫燃料電池連接；

所述氫燃料電池將電能輸出至所述微電網中；

所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統包括：中空鋼結構角樓塔、設置于所述多角樓塔各個角的垂直軸風力發電機，所述多角塔樓各個角的角面其中一個開放，另一個封閉，并在各角設有多列風葉和多個風力發電機組。

本實施方式中，多角樓塔式發電機組為微電網系統供電，利用角樓塔內的中空風力旋轉場的作用，帶動角樓每個角上的風力發電機旋轉發電將電能輸送至微電網，并為油田抽油機供電，所述微電網系統為所述油田抽油機供電可達到就近供電并實現單獨控制，改善長距離輸電消耗高及穩定性差的問題。且所述多角樓塔式垂直軸風力發電機發出的電能轉換為氫氣后通過壓縮輸送至所述氫氣存儲器中，并通過氫燃料電池供給微電網系統，其優點在于能源可長時間儲存、長距離傳輸損耗低且無污染。

優選地，所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統的輸出端依次通過逆變器、整流器和穩流器與所述氫氣發生器連接；

所述氫燃料電池的電能輸出端依次通過逆變器及穩流器與所述微電網連接。

可選地，所述氫能儲電系統利用鉛酸蓄電池、鋰電池和超容鈦電池的其中之一或任意組合儲存電能。

為了完善上述方案，所述系統還包括：設置于所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統的塔架上和/或塔頂的太陽能發電裝置，所述太陽能發電裝置的電能輸出端與所述微電網連接。

以及，設置于所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統的塔內和/或塔周圍的生物質能發電裝置，所述生物質能發電裝置將電能輸出至所述微電網中。

優選地，當所述油田為海上油田時，還包括：設置于所述海上油臺底部的水流動能發電裝置，所述水流動能發電裝置將其電能輸出至所述微電網中。

優選地，所述氫氣發生器包括：燃料儲存室、氫氣分離室、分隔器，其中：

所述分隔器裝設于所述燃料儲存室與氫氣分離室之間，偏向并擠壓所述燃料儲存室的燃料軟袋產生氫氣；

所述燃料儲存室與所述氫分離室內側設有滲透膜，將產生的氫氣滲透至所述氫氣發生器的主體室空間并經輸出口和/或輸出。

優選地，所述氫氣發生器中采用的金屬氫化物具體為硼氫化鈉NaBH4，所述硼氫化鈉與水在催化后反應產生氫氣。

該實施方式中的氫氣發生器當所述多角樓塔式垂直軸風力發電機系統產生氫氣后將風能轉化為氫氣存儲，所述氫氣發生器則是利用化學反應的方式為微電網系統供電，該實施方式中提供簡捷的產氫方法，且降低了產氫的成本。

從上述的技術方案可以看出，本發明實施例利用設置于多角樓塔式建筑的各個角上的風葉感應風力，帶動垂直軸風力發電機組運轉，在角樓塔內的中空風力旋轉場的作用下產生電能為油田抽油機供電，并可將電能以氫氣形式存儲傳送，實現了自然資源轉化為電能并就近供電的目的，改善了現有技術中遠距離輸電消耗大及穩定性差的缺點，同時，由于采用了氫能轉換及供電方式，不僅電能儲量大、轉化效率高，且反應產物對環境無污染。

附圖說明