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CN1601847A - 抽油机用风力发电和网电互补供电电源 - Google Patents

抽油机用风力发电和网电互补供电电源 Download PDF

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CN1601847A CNA200410036103XA CN200410036103A CN1601847A CN 1601847 A CN1601847 A CN 1601847A CN A200410036103X A CNA200410036103X A CN A200410036103XA CN 200410036103 A CN200410036103 A CN 200410036103A CN 1601847 A CN1601847 A CN 1601847A
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Abstract

一种抽油机用风力发电和网电互补供电电源。它以一路或多路三相开关并联入电网。每个三相开关的输出连接交流/直流逆变器。每个逆变器的直流输出连接一个直流/交流逆变器，然后经三相开关连接负载。另一路或多路三相开关与风力发电机的输出连接，该开关的输出连接三相整流器。整流器直流输出端经二极管与每一路交流/直流逆变器的输出端相连。接入电网的还有一个充电器，该充电器经直流开关连接蓄电池组，蓄电池组的另一极经一个整流二极管与每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接。该电源还可经RS485接口连接远程监控器。它以风电和网电互补，节能降耗成本低，利于环保，不易被盗，不间断供电。可广泛应用于抽油机的供电中。

Description

抽油机用风力发电和网电互补供电电源
                           技术领域
本发明属于电源技术领域，更明确地说涉及抽油机用风力发电和网电互补供电电源的设计。
                           背景技术
油田的抽油机目前均以交流电网的电能供电。由于油田自身的特点，数百甚至更多台抽油机广泛分布在辽阔的田野上，输电线路长，用电设备分布极为分散，电力的消耗巨大。因输电线路长、用电设备分散，电力的供电费用、管理费和环保费用就高；而且极易被不法之徒盗用。因以市电供电，电力的消耗又大，采油成本必然高昂；而且，一旦电网停电，势必影响油田的生产；另外，随着燃煤价格的上涨，电力消耗的费用还会进一步提高。
其实田野上的风力资源相当丰富，以风力发电和网电互补供电，应该是油田抽油机的更为理想的电能方案。
                           发明内容
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种风力发电和市电互补，使电动机利用风能节能运行，生产成本低，有利于环保，不易被偷盗，并且可以不间断供电的抽油机用风力发电和网电互补供电电源。
为了达到上述目的，本发明并行接入风力发电机和交流电网。并联接入电网的有一路或多路三相开关，每一路三相开关的输出连接一路交流/直流逆变器，每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接一路直流/交流逆变器，每一路直流/交流逆变器的三相交流输出经一个三相开关连接负载。另一路或多路三相开关与风力发电机的输出端连接，该三相开关的输出各自连接一个三相整流器，每一路三相整流器的直流输出端各自串联一个二极管，然后接入交流/直流逆变器的直流输出端。
并联接入电网的还有一个充电器。该充电器经直流开关连接蓄电池组，蓄电池组的另一极经一个整流二极管与每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接。
每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接一个直流/交流逆变器，直流/交流逆变器的三相交流输出端再连接负载，构成一个逆变单元。
每一路直流/交流逆变器的直流端还经收集器和RS485接口与远程监控器连接。每个逆变单元通过收集器和RS485接口，将抽油机运行的状况远程传给远程监控监视器，远程监控监视器可以通过此接口控制每台设备的开关停，而且可以通过电脑观察到每台设备的运行状况。
本发明是这样工作的：当有风能时，风力发电机的交流电能，经三相整流器将交流电能变为直流电能。与此同时，电网的交流电能经交流/直流逆变器也变为直流电能。再经直流/交流逆变器逆变为三相交流输出给负载。由于风能变为直流电能的电压高于网电变为的直流电能电压，所以在给负载供电时，优先使用风能电能供电。
风能不足时，风能的直流电压下降，与网电电压一致，网电电能给予补充供电。
无风能时，网电逆变的直流电电压高于蓄电池组电压，则以网电为主供电。当无风能且无网电时，蓄电池组的电能继续维持一定时间的供电。
网电恢复后，网电一方面向负载供电，同时网电电能经充电器给蓄电池组充电，将电能储存起来。当风能又有时，则恢复风电供电。
本发明的每个逆变单元直接与一台抽油机相连，可以独立的关停开及变频启动，或摆频运行，按节电供电模式运行。每个逆变单元能够根据需要把直流电能变成为变频或不变频的正弦波或准正弦波电能输出送给负载供电。每台抽油机如果加装产油量上传信号，可以将每台设备的抽油数据，电耗量等收集分析上报，便于功能的扩展。本装置除风力发电机之外，其它构件如整流器、充电器、电池、逆变单元，均可放在同一个机柜中，可以较远距离输电，而且便于集中管理和维护。
本发明实际上是一种连接在风电、网电和抽油机电动机之间的互补节能供电控制器。一般情况下以风电供电，风电不足时，补充以网电。
本发明以风力发电产生的电能为主，以电网中的电能做为补充，能给油田若干抽油机同时进行24小时的不间断供电。在风能与网电电能转换或互补过程的瞬间，本装置不发生间断供电，转换过程切换时间为零。当无风能、网电又突然断电或停电时，本发明中的蓄电池可立即将直流电能转换为交流电流，进行不间断地供电，并可保证继续供电在20～30分钟。当网电或风电恢复供电时，本发明会立即恢复网电或风电供电。本发明还可在整个供电系统中对抽油机采用一对一的变频供电，此方案可使本供电系统在原用电量的基础上节电20～25％。还可对各个抽油机负载要求变频起动和变频供电，使抽油机的转速更好地适用各个油井的要求。也可为电潜泵提供变频且不间断供电电源，解决电潜泵停电故障和直接启动困难等问题。
本发明可实现远距离的监控，将电动机的控制箱集中存放在500米的半径内集中管理。因改变供电频率，在供电过程中可防止偷盗电能。
它可广泛应用于油田的抽油机等远距离、大面积分布的设备的供电中。
                         附图说明
图1为本发明实施例1的电路原理图。
                           具体实施方式
实施例1。一种抽油机用风力发电和网电互补供电电源，如图1所示。它并行接入风力发电机1和交流电网2。并联接入电网2的有6路三相开关3。每一路三相开关3的输出连接一路交流/直流逆变器4，每一路交流/直流逆变器4的直流输出端连接一路直流/交流逆变器5。每一路直流/交流逆变器5的三相交流输出端经一个三相开关6连接负载7。另两路三相开关8与风力发电机1的输出端连接，该三相开关8的输出各自连接一路三相整流器9。每一路三相整流器9的直流输出端各自串联一个二极管10，然后接入交流/直流逆变器4的直流输出端。电网2和6路三相开关之间还连接着总开关11。
并联接入电网2的还有一个充电器12。该充电器12经直流开关13连接蓄电池组14。蓄电池组14的另一极经一个整流二极管15与每一路交流/直流逆变器4的直流输出端连接。每一路直流/交流逆变器5的直流端16还经收集器17和RS485接口18与远程监控器19连接。
实施例2。一种抽油机用风力发电和网电互补供电电源。本实施例并联接入电网2的只有1路三相开关3。三相开关3的输出连接一路交流/直流逆变器4，交流/直流逆变器4的直流输出端连接一路直流/交流逆变器5。直流/交流逆变器5的三相交流输出端经一个三相开关6连接一台抽油机7。只有一路三相开关8与风力发电机1的输出端连接，该三相开关8的输出连接一路三相整流器9。三相整流器9的直流输出端串联一个二极管10，然后接入交流/直流逆变器4的直流输出端。其余同实施例1。
实施例1和实施例2以风电和市电互补，节能降耗成本低，利于环保，不易被盗，可不间断供电。它可广泛应用于油田的抽油机等远距离、大面积分布的设备的供电中。

Claims (3)

1.一种抽油机用风力发电和网电互补供电电源，它并行接入风力发电机和交流电网，其特征在于并联接入电网的有一路或多路三相开关，每一路三相开关的输出连接一路交流/直流逆变器，每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接一路直流/交流逆变器，每一路直流/交流逆变器的三相交流输出端经一个三相开关连接负载，另一路或多路三相开关与风力发电机的输出端连接，该三相开关的输出各自连接一个三相整流器，每一路三相整流器的直流输出端各自串联一个二极管，然后接入交流/直流逆变器的直流输出端。
2.按照权利要求1所述的抽油机用风力发电和网电互补供电电源，其特征在于所说的并联接入电网的还有一个充电器，该充电器经直流开关连接蓄电池组，蓄电池组的另一极经一个整流二极管与每一路交流/直流逆变器的直流输出端连接。
3.按照权利要求1或2所述的抽油机用风力发电和网电互补供电电源，其特征在于所说的每一路直流/交流逆变器的直流端还经收集器和RS485接口与远程监控器连接。
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