[發明專利]一種用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法

有效

• 申請號: 201911028115.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110912487B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王義龍;趙海森
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學;華北電力大學
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P25/18;H02P27/02;F04B47/14;E21B43/00
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

1.一種用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1，利用動態調節平衡裝置，通過控制直流電機實時調整動平衡重物的等效力臂A_DX實現平衡力矩的調整，從而實現動平衡的實時控制，進而降低抽油機電機運行的峰值功率；

步驟2，動平衡的實時控制完成后，在進行調壓節能控制前，首先根據檢測到的抽油機一個周期運行的輸入功率離散數據P₁(k)，辨識出峰值功率P_1max以及重載運行區域持續時間T_z；

步驟3，在進行多級調壓控制時，為保證系統安全穩定運行，基于電機原理，根據峰值功率P_1max及調壓安全系數a₀，計算最低電壓限定值U_T-min；所述調壓安全系數a₀根據重載運行區域持續時間T_z得到；

步驟4，采用兩擋位雙繞組變壓器與星角接線相結合，分別以角接降壓、星接升壓、星接、星接降壓的控制方式實現調壓，調壓后得到電壓等級矩陣U_T(j)；

步驟5，選擇電壓等級矩陣U_T(j)中大于或等于最低電壓限定值U_T-min的調壓等級，計算最小電機損耗P_∑min，以最小電機損耗的調壓等級作為最終控制調壓等級；

其中，j為矩陣元素位置數，取值為1，2，…，k為抽油機一個周期運行的輸入功率離散數據序數，取值為1，2，…。

2.如權利要求1所述的用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法，其特征在于，步驟1中，動平衡重物的等效力臂A_DX的控制方法如下：

其中，t為一個周期內，從下死點開始，抽油機的運行時間；T₀為抽油機運行周期；A_DXmax為最大等效力臂；a_J為模糊控制方法中專家修正系數；A_D0為動平衡重物初始位置。

3.如權利要求2所述的用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法，其特征在于，所述動平衡重物初始位置A_D0的確定方法如下：

A_D0＝ηA_DXmax (2)

其中，η為抽油機初始狀態平衡度，η＜1。

4.如權利要求1所述的用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法，其特征在于，步驟2中，運行在重載區域的判定條件如下：

P₁(k)＝P_1maxb₀ (3)

其中，b₀為重載系數，取值為0.85～0.95；

重載運行區域持續時間T_z的計算公式如下：

T_Z＝ΔtN_Z (4)

其中，△t為離散點時間間隔，N_Z為滿足運行在重載的離散點數。

5.如權利要求4所述的用于抽油機平衡動態調節融合多級調壓節能控制方法，其特征在于，步驟3中，所述電壓最低限定值U_T-min的計算公式如下：

上式中，X₁為電機定子電抗，X₂'為轉子電抗，R₁為定子電阻，a₀為調壓安全系數，I_1max為峰值功率對應的輸入電流，P_Fe為電機鐵耗，m為相數。