一种抽油机光储直流微电网技术的制作方法

1.本发明涉及抽油机节能降耗领域，尤其是涉及一种抽油机光储直流微电网技术。


背景技术：

2.对抽油机作业时的冗能回收利用有利于节能减排。现有的抽油机冗能利用技术主要分为直接回馈电网；利用变频器的制动电阻消耗；采用分时控制技术，利用直流母线其他变频终端消耗冗能；通过逆变器，将冗能变换后返回电网四种方案。但是，上述方案分别具有功率因数低；工作效率低；适用范围窄；向电网注入高次谐波及增大线损的不足。现有的抽油机光伏系统为交流并网，并没有实现与抽油机直流系统的有效结合，光伏发电能量要经过交-直-交的环节，不但控制复杂且能效较低，同时在抽油机处于馈能状态时，光伏发电能量要反送到电网，不仅不能实时被抽油机利用掉，同时也存在向电网注入高次谐波的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于为解决现有技术中存在的不足，而提供一种抽油机光储直流微电网技术。
4.本发明新的技术方案是：一种抽油机光储直流微电网技术，包括超级电容、boost电路a、冗能自动识别系统、dc/dc控制器a、电池板、boost电路b及dc/dc控制器b，交流电网通过三相整流装置与直流母线连接，所述的直流母线通过逆变器与抽油机连接；所述的超级电容通过boost电路a与直流母线连接，所述的冗能自动识别系统采集直流母线的电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统及超级电容两端电压控制boost电路a，且dc/dc控制器a对超级电容进行快速充放电；所述的电池板通过boost电路b与直流母线连接，所述的dc/dc控制器b采集电池板的电压及电流，且dc/dc控制器b采用扰动观察法控制boost电路b。
5.所述的抽油机做功时，由交流电网、超级电容及电池板对抽油机提供能量。
6.所述的抽油机做功时能量提供时序为：首先电池板实现最大功率输出，其次超级电容结合电容两端电压实现对自身输出功率的调节；剩余功率由交流电网提供。
7.所述的电池板输出功率的控制过程为：dc/dc控制器b通过采集电池板的电压及电流，采用扰动观察法控制boost电路b，实现电池板的最大功率输出。
8.所述的超级电容输出功率的控制过程为：dc/dc控制器a采集超级电容两端电压，根据超级电容两端电压较额定电容电压的差值控制超级电容的放电功率，放电功率大小与电压偏差呈正相关。
9.抽油机倒发电时，抽油机提供的冗能及电池板的能量集中给超级电容充电；超级电容吸收功率的控制过程为：冗能自动识别系统通过采集直流母线电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统对boost电路a的控制，实现对超级电容的快速充电。
10.所述的电池板为太阳能电池板。
11.本发明产生的有益效果为：本发明对抽油机的冗能实现绿色高效利用，提高抽油机工作效率，降低生产成本；减少抽油机调平衡次数，降低劳动强度；节能减排。
附图说明
12.图1为本发明的连接框图。
13.图2为抽油机做功时的系统供能示意图。
14.图3为抽油机倒发电时的系统供能示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步地说明。
16.一种抽油机光储直流微电网技术，包括超级电容、boost电路a、冗能自动识别系统、dc/dc控制器a、电池板、boost电路b及dc/dc控制器b，交流电网通过三相整流装置与直流母线连接，所述的直流母线通过逆变器与抽油机连接；所述的超级电容通过boost电路a与直流母线连接，所述的冗能自动识别系统采集直流母线的电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统及超级电容两端电压控制boost电路a，且dc/dc控制器a对超级电容进行快速充放电；所述的电池板通过boost电路b与直流母线连接，所述的dc/dc控制器b采集电池板的电压及电流，且dc/dc控制器b采用扰动观察法控制boost电路b。
17.所述的抽油机做功时，由交流电网、超级电容及电池板对抽油机提供能量。
18.所述的抽油机做功时能量提供时序为：首先电池板实现最大功率输出，其次超级电容结合电容两端电压实现对自身输出功率的调节；剩余功率由交流电网提供。
19.所述的电池板输出功率的控制过程为：dc/dc控制器b通过采集电池板的电压及电流，采用扰动观察法控制boost电路b，实现电池板的最大功率输出。
20.所述的超级电容输出功率的控制过程为：dc/dc控制器a采集超级电容两端电压，根据超级电容两端电压较额定电容电压的差值控制超级电容的放电功率，放电功率大小与电压偏差呈正相关。
21.抽油机倒发电时，抽油机提供的冗能及电池板的能量集中给超级电容充电；超级电容吸收功率的控制过程为：冗能自动识别系统通过采集直流母线电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统对boost电路a的控制，实现对超级电容的快速充电。
22.所述的电池板为太阳能电池板。
23.抽油机做功时，由交流电网（能量1）、超级电容（能量2）及太阳能电池板（能量3）对抽油机提供总的需求能量；抽油机做功时能量提供时序为首先太阳能电池板实现最大功率输出，其次超级电容器结合电容两端电压实现对自身输出能量的调节；剩余功率由交流电网提供；太阳能电池板输出功率的控制过程为：dc/dc控制器b通过采集光伏电池板的电压及电流，采用扰动观察法控制boost电路b，实现太阳能电池板的最大功率输出；超级电容输出功率的控制过程为：dc/dc控制器a采集超级电容器组两端电压，根据其两端电压较额定电容电压的差值控制超级电容器组的放电功率，放电功率与电压偏差呈现正相关。
24.抽油机倒发电时，抽油机提供的冗能（能量1）及太阳能电池板的能量（能量2）集中给超级电容充电（总能量）；太阳能电池板输出功率的控制过程为：dc/dc控制器b通过采集光伏电池板的电压及电流，采用扰动观察法控制boost电路b，实现太阳能电池板的最大功率输出；超级电容器组吸收功率的控制过程为：自动冗能系统通过采集直流母线电压及电流计算出向超级电容提供的能量， dc/dc控制器a通过冗能对boost电路a的控制，实现对超级电容的快速充电。


技术特征：
1.一种抽油机光储直流微电网技术，包括超级电容、boost电路a、冗能自动识别系统、dc/dc控制器a、电池板、boost电路b及dc/dc控制器b，其特征在于：交流电网通过三相整流装置与直流母线连接，所述的直流母线通过逆变器与抽油机连接；所述的超级电容通过boost电路a与直流母线连接，所述的冗能自动识别系统采集直流母线的电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统及超级电容两端电压控制boost电路a，且dc/dc控制器a对超级电容进行快速充放电；所述的电池板通过boost电路b与直流母线连接，所述的dc/dc控制器b采集电池板的电压及电流，且dc/dc控制器b采用扰动观察法控制boost电路b。2.根据权利要求1所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：所述的抽油机做功时，由交流电网、超级电容及电池板对抽油机提供能量。3.根据权利要求2所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：所述的抽油机做功时能量提供时序为：首先电池板实现最大功率输出，其次超级电容结合电容两端电压实现对自身输出功率的调节；剩余功率由交流电网提供。4.根据权利要求3所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：所述的电池板输出功率的控制过程为：dc/dc控制器b通过采集电池板的电压及电流，采用扰动观察法控制boost电路b，实现电池板的最大功率输出。5.根据权利要求3所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：所述的超级电容输出功率的控制过程为：dc/dc控制器a采集超级电容两端电压，根据超级电容两端电压较额定电容电压的差值控制超级电容的放电功率，放电功率大小与电压偏差呈正相关。6.根据权利要求1所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：抽油机倒发电时，抽油机提供的冗能及电池板的能量集中给超级电容充电；超级电容吸收功率的控制过程为：冗能自动识别系统通过采集直流母线电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，所述的dc/dc控制器a通过冗能自动识别系统对boost电路a的控制，实现对超级电容的快速充电。7.根据权利要求1所述的一种抽油机光储直流微电网技术，其特征在于：所述的电池板为太阳能电池板。

技术总结
本发明涉及抽油机节能降耗领域，提供一种抽油机光储直流微电网技术，交流电网与直流母线连接，直流母线与抽油机连接；超级电容与直流母线连接，冗能自动识别系统采集直流母线的电压及电流，且冗能自动识别系统计算向超级电容提供的能量，DC/DC控制器A控制Boost电路A，且DC/DC控制器A对超级电容进行快速充放电；电池板与直流母线连接，DC/DC控制器B采集电池板的电压及电流；本发明对抽油机的冗能实现绿色高效利用，提高抽油机工作效率，降低生产成本；减少抽油机调平衡次数，降低劳动强度；节能减排。排。排。


技术研发人员：李端斌 马西庚 张永平 王永超 张冲
受保护的技术使用者：山东爱特机电技术有限责任公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8