[發明專利]基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統

在審

• 申請號: 202110402864.6
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN115207961A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李景營;朱鐵軍;邢建軍;劉宏亮;丁立蘋;任曉勇;程雅雯;達珺;賓永峰;李恒東;宋昊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團勝利石油管理局有限公司新能源開發中心
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02S10/12
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 崔曉艷

本發明提供一種基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統，包括風力發電設備、太陽能光伏發電設備、儲能設備、直流母線、抽油機負荷和微電網控制系統，該微電網控制系統采集該風力發電設備、該太陽能光伏發電設備、該儲能設備和該抽油機負荷的電信息，依據該抽油機負荷運行過程中上下沖程電流、功率的波動變化，產生用能態勢感知信號，調度控制該風力發電設備、該太陽能光伏發電設備、該儲能設備的輸出功率和輸入功率。該基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統可實現由風能、太陽能、儲能的協同作用，為采油井場提供動力源，在保證抽油機負荷穩定運行的同時，最大限度的利用綠色能源并提高經濟效益。

技術領域

本發明涉及油田綠色能源技術領域，特別是涉及到一種基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統。

背景技術

加大風電、光伏發電等可再生能源開發，是解決我國能源需求的客觀要求，也是減少我國化石能源消費，降低化石能源消費依賴和二氧化碳排放強度的現實要求。

目前，油田部分偏遠井場引入電網建設費用高、投資經濟性差；井口伴生氣量少無法滿足天然氣發電需求，造成采油機械缺少動力電源，影響油井正常生產。二是電網未覆蓋區域的配水間自動化儀表、井場視頻監控系統等設施，電纜埋地敷設距離遠，穿越施工費用高。基于風能資源和太陽能資源豐富的井場，需要建設風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統。

在申請號：CN202010111080.3的中國專利申請中，涉及到一種新的風光互補離線發電驅動區塊采油系統，包括風力發電模塊、槽式太陽能集熱發電模塊、控制器、蓄能模塊、儲油罐加熱系統，風力發電模塊通過第一整流器與控制器相連；槽式太陽能集熱發電模塊，包括依次相連的槽式太陽能集熱板、蒸汽發生器、小型汽輪機發電系統，小型汽輪機發電系統電力輸出端通過第二整流器與控制器相連；蓄能模塊電力輸入端與控制器相連，電力輸出端通過控制器與逆變器和抽油設備依次相連；儲油罐加熱系統，包括熱交換器和直流輔助加熱裝置，熱交換器進口與小型汽輪機發電系統相連，出口通過冷凝器后與蒸汽發生器相連，蓄能模塊電力輸出端通過控制器與直流輔助熱裝置電力輸入端相連。

在申請號：CN201610179307.1的中國專利申請中，涉及到一種風光互補發電系統，采用全新設計架構，將光伏發電環節嵌入風力發電環節當中，能夠平抑系統輸出功率波動和調節微電網內負荷，有效提高發電系統的工作效率；本發明還涉及風光互補發電系統的控制方法，包括平抑功率波動和調節網內負荷的聯合控制方法，將功率預測技術和低通濾波器原理相結合，利用預測技術的前瞻性，提前預測未來24小時內的系統發電功率，由于風力和太陽輻射的不確定性和波動性，風光互補系統的實際發電功率存在大量的高頻分量，并且由于預測值很接近實際值，將預測值經過低通濾波器，濾去高頻量，經過處理后的預測值作為系統輸出功率的參考值，可有效的平抑系統發電功率波動。

在申請號：CN201510228541.4的中國專利申請中，涉及到一種風光互補供電控制器及微電網系統及微電網系統供電方法，屬于微電網系統的分布式發電技術領域，本發明要解決微電網資源利用效率低、電力未并網的問題。采用的技術方案為：風光互補供電控制器包括過流保護裝置Ⅰ、過流保護裝置Ⅱ、電壓變換模塊Ⅰ、電壓變換模塊Ⅱ、直流低壓母線、電壓變換模塊Ⅲ、輸出端、逆功率保護器、電壓變換模塊Ⅳ、直流高壓母線、DC/DC直流降壓變換模塊Ⅰ、DC/DC直流升壓變換模塊Ⅰ、DC/DC直流降壓變換模塊Ⅱ、DC/DC直流升壓變換模塊、蓄電池組相、控制單元。

以上現有技術均與本發明有較大區別，未能解決我們想要解決的技術問題，為此我們發明了一種新的基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種可實現由風能、太陽能、儲能的協同作用，為采油井場提供動力源，達到節能減排目的的基于風光儲多能互補的采油井場直流微電網系統。