抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法研究

发布时间：2023-09-24 18:16

　　目前抽油机系统已大量采用变频器来控制三相异步电机实现原油开采,其性能优越,控制简单方便。然而也存在许多问题,如变频器控制异步电机时功率因数低,对电网谐波污染严重,在抽油机下冲程中这些问题更加突出。与此同时,在抽油机下冲程中,由于自身重力,会拖动电机进入发电状态,若这一部分电能不能得到合理利用或处理,会引起频繁浪涌冲击,对器件寿命造成不利影响,严重情况下会造成系统因过压而崩溃。反之,若能够将这部分电能合理利用,不但会减轻系统频繁的过压或过流应力,与此同时,会节约大量电能,降低原油开采成本。本文主要针对抽油系统电能利用率低的问题,基于共直流母线群组,从电网谐波和倒发电两个方面入手,探讨相关应对方法,以期解决一些实际问题。本文首先从抽油机系统负载特性入手,对其动力源,即电机作出了分析,并探讨了各类电机应用于抽油机系统的优缺点,在此基础上,重点分析了当前世界抽油系统中仍在大量使用的三相异步电机工作时的损耗特征。其次,阐述了抽油机群系统节能效果与群控半径之间的关系,并重点分析了系统损耗与谐波之间的关系,三相不控整流与有源功率因数校正(APFC)整流的优缺点。最后,结合系统特征,提出了采用粒子群算...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 抽油机类型及发展概述
    1.3 国内外技术研究现状及发展趋势
        1.3.1 国内外技术研究现状
        1.3.2 国内外技术研究发展趋势
    1.4 本文研究内容安排
2 抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法
    2.1 游梁式抽油机的负载特性及相关电机工作原理
        2.1.1 游梁式抽油机的负载特性
        2.1.2 相关电机工作原理及应用于抽油机系统的估缺点分析
    2.2 三相异步电机的损耗分析
    2.3 抽油机群系统相关技术研究与分析
        2.3.1 共直流母线技术概述与研究
        2.3.2 网侧谐波抑制技术研究
        2.3.3 群控半径对提高电能利用率的影响研究与分析
        2.3.4 基于粒子群算法的抽油机群系统能耗特征分析
    2.4 抽油机群系统联合调度方法研究
    2.5 本章小结
3 抽油机群系统建模与仿真分析
    3.1 网侧谐波抑制仿真模型的建立
        3.1.1 三相不控整流模型的建立及仿真结果分析
        3.1.2 三相APFC整流模型的建立及结果分析
        3.1.3 不控整流与APFC整流仿真结果对比分析
    3.2 抽油机群系统联合调度仿真模型的建立
        3.2.1 未使用联合调度控制策略仿真模型的建立及仿真结果分析
        3.2.2 使用联合调度控制策略仿真模型的建立及仿真结果分析
        3.2.3 使用联合调试控制策略前后仿真结果对比分析
    3.3 本章小结
4 共直流母线抽油群系统实验平台设计
    4.1 三相APFC整流实验平台硬件设计
        4.1.1 主要硬件电路及功能设计
        4.1.2 软件程序设计
        4.1.3 硬件实物及结果波形分析
    4.2 机组联合调试实验平台硬件搭建
        4.2.1 PLC控制器
        4.2.2 数据采集及调度单元
        4.2.3 上位机设计
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3848519