CN104901335A - 一种发电机智能并网控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机智能并网控制方法及装置，PLC控制器通过现场通讯总线读取司钻操作台主控系统工作参数和发电机综合控制器中的发电机工作参数；先判断发电机是否存在故障以确定是否投入备用机组并切除故障机组；再判断当前投入发电机是否可以满足当前功率要求，以确定是否需要并入备用机组；最后预估下一时刻功率要求，确定是否投入或切除发电机组。本发明能够预判功率使用情况并自动调整发电机并网机组数量，从而实现发电机组的智能化管理，降低能耗和机组的磨损度；还可以在工作机组发生故障时，第一时间投入备用机组并切除故障机组，从而保证打井作业正常进行。

Description

一种发电机智能并网控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电控钻机发电机组智能化控制领域，尤其涉及一种发电机智能并网控制方法及装置。

背景技术

在对电控钻机供电时，发电机并网控制柜大多采用人工控制的方式，因此必须配有专业人员在电控房内进行实时监控。在机组并网时，需要专业人员手动实现并网，由于电控房内人员无法准确判断当前所需功率，所投入的功率往往留有很大余量，过剩的多台机组长期投入发电，造成了能源的浪费和设备的磨损；并且当某台机组出现故障时，工作人员无法第一时间切入备用机组并切除故障机组，造成停工停产，甚至会影响整台钻机的工作。

发明内容

本发明提供了一种发电机智能并网控制方法，能够预判功率使用情况并自动调整发电机并网机组数量，从而实现发电机组的智能化管理，降低能耗和机组的磨损度；还可以在工作机组发生故障时，第一时间投入备用机组并切除故障机组，从而保证打井作业正常进行；本发明同时提供了用于实现此方法的装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种发电机智能并网控制方法，包括如下步骤：

1)PLC控制器通过现场通讯总线读取司钻操作台主控系统工作参数和发电机综合控制器中的发电机工作参数；

2)PLC控制器将所读取的发电机工作参数与PLC控制器中的设定值进行比较，判断发电机是否存在故障，若有故障，转入并网投切控制程序，投入备用机组后切除故障机组；

3)PLC控制器将读取的当前消耗总功率根据裕量系数进行放大，结合当前并网机组数量，与当前能够输出的最大功率进行比较，判断当前投入发电机是否可以满足当前功率要求，确定是否需要并入备用机组；

4)PLC控制器将读取的当前司钻操作状态，结合所处钻井工艺步骤，预估出下一时刻功率要求，根据裕量系数放大后与当前能够输出的最大功率对比，将结果送至并网投切控制程序，确定是否投入或切除发电机组。

所述司钻操作台主控系统工作参数包括当前并网工作机组数量、当前消耗总功率、司钻当前操作状态和所处钻井工艺步骤；所述发电机工作参数包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数。

只有在步骤4)才可以切断正常工作的发电机组。

用于实现一种发电机智能并网控制方法的装置，包括：

发电机综合控制器，用于采集发电机工作参数，包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数，并对发电机的工作状态实施控制；

PLC控制器，用于对采集的数据进行分析处理，并向发电机综合控制器下达投/切命令；

现场通讯总线，用于将采集到的司钻操作台主控系统工作参数和发电机工作参数传输到PLC控制器；

现场控制总线：用于将PLC控制器下达的投/切命令传输到发电机综合控制器；

所述发电机综合控制器与多个发电机组一一对应连接，PLC控制器的输入端通过现场通讯总线连接发电机综合控制器和司钻操作台主控系统的输出端，PLC控制器的输出端通过现场控制总线连接发电机综合控制器的输入端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)能够预判功率使用情况并自动调整发电机并网机组数量，从而实现发电机组的智能化管理，降低能耗和机组的磨损度；

2)在工作机组发生故障时，第一时间投入备用机组并切除故障机组，从而保证打井作业正常进行，有利于缩短钻机故障维修时间，提高打井效率；

3)发电机组投切速度快，投切及时，安全，可靠。

附图说明

图1是本发明所述装置的结构示意图。

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图2，是本发明的工作流程图。本发明一种发电机智能并网控制方法，包括如下步骤：

1)PLC控制器通过现场通讯总线读取司钻操作台主控系统工作参数和发电机综合控制器中的发电机工作参数；

2)PLC控制器将所读取的发电机工作参数与PLC控制器中的设定值进行比较，判断发电机是否存在故障，若有故障，转入并网投切控制程序，投入备用机组后切除故障机组；

3)PLC控制器将读取的当前消耗总功率根据裕量系数进行放大，结合当前并网机组数量，与当前能够输出的最大功率进行比较，判断当前投入发电机是否可以满足当前功率要求，确定是否需要并入备用机组；

4)PLC控制器将读取的当前司钻操作状态，结合所处钻井工艺步骤，预估出下一时刻功率要求，根据裕量系数放大后与当前能够输出的最大功率对比，将结果送至并网投切控制程序，确定是否投入或切除发电机组。

所述司钻操作台主控系统工作参数包括当前并网工作机组数量、当前消耗总功率、司钻当前操作状态和所处钻井工艺步骤；所述发电机工作参数包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数。

只有在步骤4)才可以切断正常工作的发电机组。

见图1，是本发明所述装置的结构示意图，本发明所述一种发电机智能并网控制装置，包括：

发电机综合控制器，用于采集发电机工作参数，包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数，并对发电机的工作状态实施控制；

PLC控制器，用于对采集的数据进行分析处理，并向发电机综合控制器下达投/切命令；

现场通讯总线，用于将采集到的司钻操作台主控系统工作参数和发电机工作参数传输到PLC控制器；

现场控制总线：用于将PLC控制器下达的投/切命令传输到发电机综合控制器；

所述发电机综合控制器与多个发电机组一一对应连接，PLC控制器的输入端通过现场通讯总线连接发电机综合控制器和司钻操作台主控系统的输出端，PLC控制器的输出端通过现场控制总线连接发电机综合控制器的输入端。

本发明所述一种发电机智能并网控制方法的工作流程是一个循环过程，在每一个工作流程中，PLC控制器都需要采集大量数据，包括当前并网工作机组数量，当前消耗的总功率，每台机组的电压、电流、频率等信息以及司钻当前操作状态和所处钻井工作步骤等数据。并且在每个流程中，会有三次数据判断。

第一次数据判断，用于判断发电机是否有故障存在，PLC控制器通过采集发电机的电压、电流、频率并结合发电机综合控制器的报警信息，判断发电机是否存在故障，目的在与快速切除故障机组，实现钻机动力系统的安全持续运行。若有故障，转入并网投切控制程序，投入备用机组后切除故障机组。此时，人员可以在钻机人在工作时，维修故障机组，提高钻井效率。若无故障，则转入第二次数据判断。

第二次数据判断，用于判断当前投入发电机是否可以满足当前功率要求，PLC控制器通过采集当前并网机组数量以及当前消耗的总功率，在将当前消耗的总功率根据裕量系数进行放大，在与当前能够输出的最大功率进行比较，确定是否需要并入备用机组。

第三次数据判断，用于判断当前能够输出的最大功率是否能够满足下一时刻的功率要求，PLC控制器根据当前司钻操作状态，结合钻井工艺步骤，预估出下一时刻功率要求，根据裕量系数放大后与当前能够输出的最大功率对比，将结果送至并网投切控制程序，并网投切控制程序根据此数据，确定投入或切除发电机组。

在整个控制流程中，只有在第三次数据判断可以切除正常工作机组，目的在于保证钻机动力系统电力充足。

本发明在实现智能化投切发电机的同时，保证电力能够满足钻机每一时刻的功率要求，节能降耗，保证钻机系统的安全稳定持续的运行。

Claims (4)

1.一种发电机智能并网控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)PLC控制器通过现场通讯总线读取司钻操作台主控系统工作参数和发电机综合控制器中的发电机工作参数；

2)PLC控制器将所读取的发电机工作参数与PLC控制器中的设定值进行比较，判断发电机是否存在故障，若有故障，转入并网投切控制程序，投入备用机组后切除故障机组；

3)PLC控制器将读取的当前消耗总功率根据裕量系数进行放大，结合当前并网机组数量，与当前能够输出的最大功率进行比较，判断当前投入发电机是否可以满足当前功率要求，确定是否需要并入备用机组；

4)PLC控制器将读取的当前司钻操作状态，结合所处钻井工艺步骤，预估出下一时刻功率要求，根据裕量系数放大后与当前能够输出的最大功率对比，将结果送至并网投切控制程序，确定是否投入或切除发电机组。

2.根据权利要求1所述的一种发电机智能并网控制方法，其特征在于，所述司钻操作台主控系统工作参数包括当前并网工作机组数量、当前消耗总功率、司钻当前操作状态和所处钻井工艺步骤；所述发电机工作参数包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数。

3.根据权利要求1所述的一种发电机智能并网控制方法，其特征在于，只有在步骤4)才可以切断正常工作的发电机组。

4.用于实现权利要求1所述的一种发电机智能并网控制方法的装置，其特征在于，包括：

发电机综合控制器，用于采集发电机工作参数，包括每台发电机的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、总功率和功率因数，并对发电机的工作状态实施控制；

PLC控制器，用于对采集的数据进行分析处理，并向发电机综合控制器下达投/切命令；

现场通讯总线，用于将采集到的司钻操作台主控系统工作参数和发电机工作参数传输到PLC控制器；

现场控制总线：用于将PLC控制器下达的投/切命令传输到发电机综合控制器；

所述发电机综合控制器与多个发电机组一一对应连接，PLC控制器的输入端通过现场通讯总线连接发电机综合控制器和司钻操作台主控系统的输出端，PLC控制器的输出端通过现场控制总线连接发电机综合控制器的输入端。