[實用新型]一種抽油機變頻群控互饋節能系統

有效

• 申請號: 201621380579.X
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN206302164U
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 楊婷;韓行;劉沛津;劉雪超;肖昂
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術領域】

本實用新型屬于抽油機技術領域，具體涉及一種抽油機共直流母線群控節能技術，尤其涉及雙向AC/DC電能互饋節能系統。

【背景技術】

傳統抽油機控制系統，通過交流低壓配電總柜，輸送到各抽油機驅動柜，一般多AC-AC變頻驅動控制。油田抽油機屬于勢能負載，變頻器驅動抽油機向上提升時消耗電能，抽油機處于耗能狀態，而抽油機下降時會產生再生電能，此時變頻器驅動系統的直流側電壓會升高。為了抑制變頻器直流側電壓的升高，采取制動電阻消耗再生電能，導致大量再生電能被發熱電阻浪費掉，且每一臺變頻器均需外掛制動單元，造成電能的大量浪費，損耗大，功率因數低。

【實用新型內容】

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提出了一種節能效果佳，系統結構簡單的抽油機變頻群控互饋節能系統，用于回收和利用制動電機產生的再生電能。

本實用新型采用以下技術方案：

一種抽油機變頻群控互饋節能系統，包括雙向AC/DC裝置，所述雙向AC/DC裝置一端連接三相配電電網，另一端連接多個變頻逆變裝置，每個所述變頻逆變裝置連接一個抽油機，用于對所述抽油機的再生電能進行互饋共享及循環利用。

進一步的，所述雙向AC/DC裝置與所述變頻逆變裝置通過共直流母線連接，多個所述變頻逆變裝置并聯設置在所述共直流母線上。

進一步的，所述雙向AC/DC裝置采用全控型器件，并連接有控制器用于控制其導通或關斷的。

進一步的，所述控制器為絕緣柵雙極型晶體管。

進一步的，所述雙向AC/DC裝置的功率因數大于0.99。

進一步的，所述雙向AC/DC裝置的諧波含量小于5％。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果：

本系統將多臺變頻逆變裝置共直流母線連接群控抽油機，降低了變壓器容量，使抽油機再生電能的部分或全部直接利用，實現電能的循環利用；抽油機瞬時發電功率大于耗電功率時，超出部分電能可由雙向AC/DC裝置直接反饋至電網，無需外加能量回饋及耗能型泄放裝置，實現電能回饋節能；

進一步的，雙向AC/DC裝置諧波含量小于5％，功率因數達到0.99以上，無需外加無功補償及有源濾波設備，對電網影響較小。

綜上所述，本系統結構簡單、再生電能被完全吸收及利用，無需匹配及調度復雜工況下抽油機狀態，節能效果佳。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

【附圖說明】

圖1為本實用新型的系統結構圖。

【具體實施方式】

請參閱圖1所示，本實用新型公開了一種抽油機變頻群控互饋節能系統，主要包含雙向AC/DC裝置，以及多臺變頻逆變裝置共直流母線系統，所述雙向AC/DC裝置一端連接三相配電電網，另一端連接多個變頻逆變裝置，每個所述變頻逆變裝置連接一個抽油機，用于對所述抽油機的再生電能進行互饋共享及循環利用。

所述雙向AC/DC裝置與所述變頻逆變裝置通過共直流母線連接，多個所述變頻逆變裝置并聯設置在所述共直流母線上。所述的控制器用于控制雙向AC/DC裝置的輸出品質，即DC 側電壓穩定性，AC側電流快速跟隨性，AC側電流為正弦波，能夠實現電能的雙向傳輸。

每個抽油機的變頻逆變裝置均連接在同一直流母線上，每個抽油機的變頻逆變裝置將直流母線上的直流電轉變為電壓頻率可調的交流電來供給抽油機，因為各個油井沖程沖次不同步，有的在提升消耗能量，有的在下降倒發電能量，變頻逆變裝置自動檢測直流母線上的電壓，使同一直流母線上的各抽油機倒發電能量與電機消耗能量保持平衡。

本群控互饋節能系統，通過多臺變頻逆變裝置共直流母線系統，可使發電狀態抽油機再生電能被耗能狀態抽油機部分吸收利用，抽油機群控系統中瞬時發電功率大于耗電功率時，超出電能部分可自動由雙向AC/DC裝置回饋至電網，無需外加其他回饋及泄能裝置，雙向AC/DC裝置功率因數接近1，無需外加無功補償及有源濾波設備。

基于上述原理，本系統方案中，雙向AC/DC裝置，采用全控型IGBT實現AC/DC的雙向電能轉換，設計雙向AC/DC裝置控制系統及SVPWM控制算法，使得諧波含量小于5％，功率因數達0.99以上，當共直流母線電壓升高，電能自動反饋至三相電網，且對電網影響很小。