电动修井机超级电容储能系统的控制策略
发布时间：2021-07-29 09:44
油田井场一般分布在沙漠、戈壁滩等地方,由于人烟稀少,所以这些地方的配电网规模有限。如果在石油开采中电动修井机功率不一,就会造成当地井场电网的超负荷运行,威胁井场变压器的安全。本文将超级电容储能系统应用于电动修井机上,利用超级电容储能系统的存储和功率补偿功能,保护井场变压器安全运行,并实现对修井机的制动回馈能量进行回收和再利用。论文对超级电容的常见等效电路模型进行了分析,对几种常见的DC-DC变换器拓扑进行对比。选择了半桥型双向DC-DC变换器作为主电路拓扑,设计了用于电动修井机的超级电容储能系统主电路参数。结合修井机实际运行,采用直流母线稳压控制和变压器电流保护控制实现对超级电容储能系统的控制。直流母线稳压控制的目标是让直流母线电压工作在安全范围,并且超级电容能对修井机制动的能量进行回收和再利用。变压器电流保护控制则是当电网变压器处于超负荷运行时,超级电容储能系统向负载放电,限制电网变压器的输出电流,保护其安全运行。论文建立了 Buck和Boost工作模式下超级电容储能系统的小信号数学模型,并在该模型基础上设计了电压电流双闭环控制器,实现了对超级电容储能系统的控制。论文将直流母线电压的...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
006-2016年中国石油开采量和消费量的变化趋势
具有众多优点，但是超级电容能量密度较低，使得装置体积过大【14】。上述几种储能装置，其中超级电容以效率高、功率密度大、充放电速度优势，符合电动修井机功率补偿装置的需求。所以将超级电容应用在电常广阔的前景。级电容储能系统的发展现状1957 年超级电容问世以来，超级电容器的发展应用一直在不断的推陈出机系统和电力系统两个方面。早在 2000 年，西门子就已经开始研发超其生产的 SITRAS 能量回收系统在北京地铁五号线上得到了应用【15】。使用“创新”号超级电容公交车，这是以超级电容为动力源的公交车在全运行【16】。2012 年在湖南省株洲市，世界第一辆以超级电容为动力源的【17】。为了进一步优化超级电容各方面特性，各国学者对超级电容开展。2013 年我国为了研究高性能，低成本的新型超级电容器成立了首个
图 4-6 模糊控制器结构图Fig4-6 Fuzzy controller structure diagram出量△KP、△Ki的模糊子集均划分为}。具体如下所示：度函数 图 4-8 输入 on of input E Fig4-8 Membersh
【参考文献】：
期刊论文
[1]铅酸蓄电池研究的国内外研究综述[J]. 李国强,李光升. 山东工业技术. 2017(24)
[2]基于神经网络预测控制的节能电梯能量管理[J]. 张达敏,林辉品,林智勇,徐敏,吕征宇. 仪器仪表学报. 2017(12)
[3]含超导磁储能装置的电力系统关键技术研究[J]. 夏亚君,宋萌,张立晖,李媛媛. 低温与超导. 2017(11)
[4]超级电容管理技术及在电动汽车中的应用综述[J]. 张雷,胡晓松,王震坡. 机械工程学报. 2017(16)
[5]基于加速时间预测的现代有轨电车储能系统能量管理与容量配置优化研究[J]. 诸斐琴,杨中平,林飞,夏欢. 电工技术学报. 2017(23)
[6]基于列车运行状态的城轨超级电容储能装置控制策略[J]. 夏欢,杨中平,杨志鸿,林飞,李旭阳. 电工技术学报. 2017(21)
[7]城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法[J]. 王俭朴. 城市轨道交通研究. 2017(03)
[8]超导储能系统的研究现状及应用前景[J]. 郭文勇,张京业,张志丰,邱清泉,张国民,林良真,肖立业. 科技导报. 2016(23)
[9]面向直流微网的双向DC-DC变换器研究现状和应用分析[J]. 雷志方,汪飞,高艳霞,阮毅. 电工技术学报. 2016(22)
[10]考虑电流约束的轨道车辆车载超级电容优化配置[J]. 王俭朴,任成龙. 机车电传动. 2016(06)
硕士论文
[1]基于模糊PID算法的强力混合机料位平衡控制技术研究[D]. 邹蔓弘.湘潭大学 2017
[2]行波超声电机驱动建模与模糊PID控制系统研究[D]. 李祥荣.大连海事大学 2017
[3]油田修井机低速大转矩永磁电机直驱系统[D]. 刘博年.沈阳工业大学 2016
[4]基于超级电容的矿井提升设备功率补偿及能量回收系统研究[D]. 皇甫海文.北京交通大学 2015
[5]车载电动修井机电源补偿系统研究[D]. 邢付顺.吉林大学 2011
本文编号：3309098
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
006-2016年中国石油开采量和消费量的变化趋势
具有众多优点，但是超级电容能量密度较低，使得装置体积过大【14】。上述几种储能装置，其中超级电容以效率高、功率密度大、充放电速度优势，符合电动修井机功率补偿装置的需求。所以将超级电容应用在电常广阔的前景。级电容储能系统的发展现状1957 年超级电容问世以来，超级电容器的发展应用一直在不断的推陈出机系统和电力系统两个方面。早在 2000 年，西门子就已经开始研发超其生产的 SITRAS 能量回收系统在北京地铁五号线上得到了应用【15】。使用“创新”号超级电容公交车，这是以超级电容为动力源的公交车在全运行【16】。2012 年在湖南省株洲市，世界第一辆以超级电容为动力源的【17】。为了进一步优化超级电容各方面特性，各国学者对超级电容开展。2013 年我国为了研究高性能，低成本的新型超级电容器成立了首个
图 4-6 模糊控制器结构图Fig4-6 Fuzzy controller structure diagram出量△KP、△Ki的模糊子集均划分为}。具体如下所示：度函数 图 4-8 输入 on of input E Fig4-8 Membersh
【参考文献】：
期刊论文
[1]铅酸蓄电池研究的国内外研究综述[J]. 李国强,李光升. 山东工业技术. 2017(24)
[2]基于神经网络预测控制的节能电梯能量管理[J]. 张达敏,林辉品,林智勇,徐敏,吕征宇. 仪器仪表学报. 2017(12)
[3]含超导磁储能装置的电力系统关键技术研究[J]. 夏亚君,宋萌,张立晖,李媛媛. 低温与超导. 2017(11)
[4]超级电容管理技术及在电动汽车中的应用综述[J]. 张雷,胡晓松,王震坡. 机械工程学报. 2017(16)
[5]基于加速时间预测的现代有轨电车储能系统能量管理与容量配置优化研究[J]. 诸斐琴,杨中平,林飞,夏欢. 电工技术学报. 2017(23)
[6]基于列车运行状态的城轨超级电容储能装置控制策略[J]. 夏欢,杨中平,杨志鸿,林飞,李旭阳. 电工技术学报. 2017(21)
[7]城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法[J]. 王俭朴. 城市轨道交通研究. 2017(03)
[8]超导储能系统的研究现状及应用前景[J]. 郭文勇,张京业,张志丰,邱清泉,张国民,林良真,肖立业. 科技导报. 2016(23)
[9]面向直流微网的双向DC-DC变换器研究现状和应用分析[J]. 雷志方,汪飞,高艳霞,阮毅. 电工技术学报. 2016(22)
[10]考虑电流约束的轨道车辆车载超级电容优化配置[J]. 王俭朴,任成龙. 机车电传动. 2016(06)
硕士论文
[1]基于模糊PID算法的强力混合机料位平衡控制技术研究[D]. 邹蔓弘.湘潭大学 2017
[2]行波超声电机驱动建模与模糊PID控制系统研究[D]. 李祥荣.大连海事大学 2017
[3]油田修井机低速大转矩永磁电机直驱系统[D]. 刘博年.沈阳工业大学 2016
[4]基于超级电容的矿井提升设备功率补偿及能量回收系统研究[D]. 皇甫海文.北京交通大学 2015
[5]车载电动修井机电源补偿系统研究[D]. 邢付顺.吉林大学 2011
本文编号：3309098
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