[發明專利]一種石油鉆機直流傳輸電力系統

在審

• 申請號: 202110257322.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112636321A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張賢德;范俊杰;張之昊;張愛珍;劉洪偉;張新峰
• 申請（專利權）人: 東營市漢德自動化集成有限公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J1/10;H02J1/14;H02J7/34;H02P27/06
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 鐘繼蓮

本發明公開了一種石油鉆機直流傳輸電力系統，涉及石油鉆機電力設備技術領域，包括：直流發電模塊由直流發電機并聯構成；輸配電模塊將電能傳輸到用電設備；變配電模塊根據用電設備的電能需求控制電制、電流、電壓和頻率的變化，給輔助設備、日用設備和通信設備供電；驅動模塊為驅動電機輸入電能并控制驅動電機的轉速；儲能模塊控制電能的存儲和釋放；能量回饋安全釋放模塊在儲能模塊吸收能力過量時，保護輸配電回路電壓正常；能量管理模塊監測、控制和管理能量流。采用直流發電機組并聯發電，解決了整流過程中諧波大的問題，輸配電過程中采用直流傳輸能耗小，輸送效率高，調節電流和改變功能傳送方向方便，直流傳輸減小系統的體量，使系統更靈活。

技術領域

本發明涉及石油鉆機電力設備技術領域，具體涉及一種石油鉆機直流傳輸電力系統。

背景技術

石油鉆機經歷了機械鉆機、半電動鉆機以及全電動鉆機時代。在全電動鉆機時代無論是交流驅動還是直流驅動，其中動力供電部分采用了是600V交流系統，系統特征為：發電分系統采用交流工頻同步發電機組；輸配電分系統采用交流工頻配電網絡；變配電分系統采用交流工頻變壓器配電裝置；驅動分系統采用變頻器或者直流驅動裝置；系統無儲能分系統；能量管理分系統采用基本型能量管理系統，由發電機并車系統和功率限制系統以實現全系統的監控和基本的能量調度功能。

這種系統存在著很多弊端，多發電機組并聯穩定性能差、系統抗沖擊性能差、系統無功占容量大導致傳輸效率低、系統諧波大、設備容量大導致投資大、導致設備使用壽命縮短影響其他控制系統等等。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明實施例提供一種石油鉆機直流傳輸電力系統，電能傳輸效率高，系統穩定性好，抗沖擊性能力強。

本發明實施例提供的一種石油鉆機直流傳輸電力系統，直流發電模塊、輸配電模塊、變配電模塊、驅動模塊、儲能模塊、能量回饋安全釋放模塊和能量管理模塊，其中，

所述直流發電模塊由直流發電機并聯構成，將機械能轉變為電能；

所述輸配電模塊用于將電能傳輸到用電設備；

所述變配電模塊用于根據用電設備的電能需求控制電制、電流、電壓和頻率的變化，給輔助設備、日用設備和通信設備供電；

所述驅動模塊為驅動電機輸入電能并控制驅動電機的轉速，驅動各種轉動設備轉動；

所述儲能模塊用于控制電能的存儲和釋放；

所述能量回饋安全釋放模塊用于在儲能模塊吸收能力過量時，保護輸配電回路電壓正常；

所述能量管理模塊用于監測、控制和管理能量流。

可選地，系統還包括保護模塊，所述保護模塊用于根據系統當前的運行情況進行評估，在出現異常現象時進行預警提示。

可選地，保護模塊包括能源管理預警單元，所述能源管理預警單元用于根據當前能量使用情況和鉆井工藝參數作出能源產生和消耗預計，給出能量儲備預警信息。

可選地，保護模塊還包括輸入功率失調預警單元，所述輸入功率失調預警單元用于實時監測在線發電機或網電輸入功率情況，提前對各個能源源頭的閾值進行判斷和預警。

可選地，保護模塊還包括功率限制單元，所述功率限制單元用于對超出系統所能提供輸出能量的能力進行功率限制。

可選地，保護模塊還包括負載和工藝預警單元，所述負載和工藝預警單元用于實時對負載進行監控，對比相同鉆井工藝判斷當前數據是否合理，并對當前負載情況進行評估，判斷是否有異常情況，并對工藝流程進行監測，將當前負載和鉆井工藝進行對比判斷是否存在異常情況，對異常情況進行預警。

可選地，所述儲能模塊包括超級電容器和蓄電池。

可選地，驅動模塊包括驅動變頻器和驅動電機，所述驅動變頻器為驅動電機輸入電能并控制驅動電機的轉速，所述驅動電機驅動鉆機絞車、轉盤、泥漿泵和頂驅。