CN117613907B - 一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法及系统,属于油气开发技术领域,该方法包括:设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;监测各电网进线能否上下调整排量;根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。与原有人工调整方式相比,本发明能更加及时准确的判断电网的运行情况,能有效地替代人工操作,同时本发明系统运行中的电网调整过程更加及时可靠,调整结果更加精确。
Description
技术领域
本发明属于油气开发技术领域,尤其涉及一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法及系统。
背景技术
在压裂中,通常会有4路左右高压电网为压裂系统提供电能,各路电网容量受供电局限制,只能在一定容量下工作。在压裂泵泵组控制过程中,压裂泵依靠泵况能力大小来获取排量,由于压裂泵的大功率特点,在施工中如果遇到施工压力过高或者其他电网下的设备异常停机时,部分电网将面临冲跳的风险,不得不人工调整各电网的负荷分配,以保障施工过程的顺利进行。现有的人工调整方式,控制效果依赖于操作人员的个人经验,当电网线路较多且各压裂泵泵况不一的情况下,操作人员的调整难度增加,在调整结果上存在滞后性,导致调整效率低和控制效果不理想的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法及系统,解决了在压裂施工过程中各路电网负荷分配不合理以及负荷率过高干预不及时的问题。
为了达到以上目的,本发明采用的技术方案为:
本方案提供一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法,包括以下步骤:
S1、设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
S2、启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
S3、监测各电网进线能否上下调整排量;
S4、根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
S5、根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
本发明的有益效果是:本发明结合各路电网下压裂泵的能力,计算得出电网的权重因子加权到现有的泵组分配方法上,使泵组控制排量的分配方式既根据泵况能力,同时也结合电网负荷率,最终实现自动调整电网负荷,使各路电网负荷合理分配,在电网负荷有冲跳电网风险的时候,主动降低负荷,确保电网稳定。与原有人工调整方式相比,本发明能更加及时准确的判断电网的运行情况,本发明替代了一位有经验的技术人员的操作,系统运行中的电网调整过程更加及时可靠,调整结果更加精确。
进一步地,所述S3包括以下步骤;
S301、监测压裂泵泵组控制下排量可上调的电网;
S302、监测压裂泵泵组控制下排量可下调的电网;
S303、监测可下调排量的电网实时负荷率。
上述进一步方案的有益效果是:通过实时监测压裂泵最大工作能力输出情况和电网负荷率情况,通过预设的条件来判断是否进入电网自动调节环节。
再进一步地,所述S301包括以下步骤:
A1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
A2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否小于最大工作能力,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量小于最大工作能力,则将的值赋予1,表明当前电网进线可上调排量,否则,将/>的值赋予0,表明当前电网进线不可上调排量,其中,表示电网进线/>是否能上调排量,值为0时代表不可上调排量,值为1时代表可上调排量,/>表示电网进线的编号;
A3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据A2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可上调的电网,否则,返回A1,直至所有电网均被扫描。
上述进一步方案的有益效果是:通过监测各路电网下设备的实际工作能力,对设备的工作情况进行分析,找出压裂泵泵组中满足可上调排量条件的电网编号。
再进一步地,所述S302包括以下步骤:
B1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
B2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否大于0,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量大于0,则将的值赋予1,表明当前电网可下调排量,否则,将的值赋予0,表明当前电网不可下调排量,其中,/>表示电网进线/>是否能下调排量,值为0时代表不可下调排量,值为1代表可下调排量,/>表示电网进线的编号;
B3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据B2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可下调的电网,否则,返回B1,直至所有电网均被扫描。
上述进一步方案的有益效果是:通过监测各路电网下设备的实际工作能力,对设备的工作情况进行分析,找出压裂泵泵组中满足可下调排量条件的电网编号。
再进一步地,所述S4中执行电网自动均衡,包括以下步骤:
C1、开启电网自动均衡功能,并在压裂泵泵组运行至大排量权重分配阶段前,将电网权重系数初始化为100%;
C2、在进入大排量权重分配阶段后,实时刷新可下调排量的电网负荷率,当可下调排量电网的负荷率超过第一阈值的临界值时,找出压裂泵泵组控制下可上调排量的电网中负荷率最低的电网;
C3、当可上调排量的电网中负荷率最低的电网与需要下调排量电网的负荷率相差超过第二阈值时,则需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网,完成电网自动均衡的执行。
上述进一步方案的有益效果是:现有的压裂泵泵组排量分配方式为泵况能力权重分配,本发明在泵况能力权重分配的基础上叠加电网权重系数。需要降低负荷率的电网,电网权重系数降低,需要提高负荷率的电网,电网权重系数增加,通过权重系数控制各路电网下的排量分配,达到合理利用电网容量的效果。
再进一步地,所述C3中需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量的表达式如下:
其中,表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵泵组设置的总排量,/>表示压裂泵的最大工作能力权重系数,/>表示压裂泵获取所在电网的电网权重系数。
上述进一步方案的有益效果是:压裂泵泵组中的压裂泵在进行工作能力权重分配的基础上,通过电网权重系数的加权,使压裂泵的排量分配兼顾了电网容量的合理分配问题。
再进一步地,所述S4中执行电网自我保护功能,其具体为:
D1、开启电网自我保护功能,并在压裂泵泵组运行前,将压裂泵输出系数初始化为100%;
D2、在压裂泵泵组运行过程中,当电网的负荷率超过第三阈值的临界值时,判断该电网是否可下调排量,若是,则进入D3,否则,该电网不可下调排量,输出报警提示,并结束流程;
D3、置位该电网调节的使能,降低该电网下的压裂泵输出系数,直至该电网的负荷率小于第四阈值后,复位电网调节使能;
D5、在电网调节使能作用后,若压裂泵输出系数需恢复,在自动压裂泵泵组模式下,根据智能调排恢复压裂泵输出系数至100%;在手动压裂泵泵组模式下,手动恢复压裂泵输出系数至100%,完成电网自我保护功能的执行。
上述进一步方案的有益效果是:通过监测电网负荷率是否过高,主动降低该电网输出系数。通过输出系数作用于该电网下的压裂泵排量分配,实现降低该电网下的压裂泵排量,进而达到降低负荷率的效果,以防电网因负荷率超高致使电网跳闸,保障电网稳定运行。当施工中的压力降低,电网负荷率可以上调且排量需要上调时,通过智能调排或手动控制的方式恢复输出系数。
再进一步地,所述降低该电网下的压裂泵输出系数后,压裂泵执行的压裂泵泵组控制排量的表达式如下:
其中,表示降低该电网下的压裂泵输出系数后,压裂泵实际执行的压裂泵泵组控制排量,/>表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵所在电网的输出系数。
上述进一步方案的有益效果是:通过电网输出系数来控制压裂泵最终的排量分配,达到干预电网负荷率的效果。
本发明提供了一种执行应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法的电网调节系统,包括:
第一处理模块,用于设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
第二处理模块,用于启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
第三处理模块,用于监测各电网进线能否上下调整排量;
第四处理模块,用于根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
第五处理模块,用于根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
本发明的有益效果是:本发明结合各路电网下压裂泵的能力,计算得出电网的权重因子加权到现有的泵组分配方法上,使压裂泵泵组控制排量的分配方式既根据泵况能力,同时也结合电网负荷率,最终实现自动调整电网负荷,使各路电网负荷合理分配,在电网负荷有冲跳电网风险的时候,主动降低负荷,确保电网稳定。与原有人工调整方式相比,本发明能更加及时准确的判断电网的运行情况,能替代了一位有经验的技术人员的操作,系统运行中的电网调整过程更加及时可靠,调整结果更加精确。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
本发明的目的是通过一种应用于压裂泵组控制中的电网调节方法,结合各路电网下压裂泵的能力,计算得出电网的权重因子加权到现有的压裂泵泵组分配方法上,使压裂泵泵组控制排量的分配方式既根据泵况能力,同时也结合电网负荷率,最终实现自动调整电网负荷,使各路电网负荷合理分配,在电网负荷有冲跳电网风险的时候,主动降低负荷,确保电网稳定。如图1所示,本发明提供了一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法,其实现方法如下:
S1、设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
S2、启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
S3、监测各电网进线能否上下调整排量,其实现方法如下:
S301、监测压裂泵泵组控制下排量可上调的电网,其实现方法如下:
A1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
A2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否小于最大工作能力,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量小于最大工作能力,则将的值赋予1,表明当前电网进线可上调排量,否则,将/>的值赋予0,表明当前电网进线不可上调排量,其中,表示电网进线/>是否能上调排量,值为0时代表不可上调排量,值为1时代表可上调排量,/>表示电网进线的编号;
A3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据A2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可上调的电网,否则,返回A1,直至所有电网均被扫描。
本实施例中,程序自动循环扫描所有电网下的压裂泵状态。首先扫描第1路电网,从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵。当压裂泵属于第1路电网时,如果该压裂泵处于压裂泵泵组模式下且该压裂泵泵的运行排量小于最大工作能力,则将赋值1,表明电网进线1可以上调,否则,将/>赋值0,表明电网进线1不可以上调。扫描完第1路电网后,按照相同的逻辑判断第/>条电网,得出满足可以上调排量的电网情况。
S302、监测压裂泵泵组控制下排量可下调的电网,其实现方法如下:
B1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
B2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否大于0,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量大于0,则将的值赋予1,表明当前电网可下调排量,否则,将的值赋予0,表明当前电网不可下调排量,其中,/>表示电网进线/>是否能下调排量,值为0时代表不可下调排量,值为1代表可下调排量,/>表示电网进线的编号;
B3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据B2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可下调的电网,否则,返回B1,直至所有电网均被扫描。
本实施例中,程序自动循环扫描所有电网下的压裂泵状态。首先扫描第1路电网,从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵。当压裂泵属于第1路电网时,如果该压泵处于压裂泵泵组模式下且该压裂泵的运行排量大于0,则将赋值1,表明电网进线1可以下调,否则,/>赋值0,表明电网进线1不可以下调。扫描完第1路电网后,按照相同的逻辑判断第/>条电网,得出满足可以下调排量的电网情况。
S303、监测可下调排量的电网实时负荷率;
S4、根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
所述执行电网自动均衡,包括以下步骤
C1、开启电网自动均衡功能,并在压裂泵泵组运行至大排量权重分配阶段前,将电网权重系数初始化为100%;
C2、在进入大排量权重分配阶段后,实时刷新可下调排量的电网负荷率,当可下调排量电网的负荷率超过第一阈值的临界值时,找出压裂泵泵组控制下可上调排量的电网中负荷率最低的电网;
C3、当可上调排量的电网中负荷率最低的电网与需要下调排量电网的负荷率相差超过第二阈值时,则需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网,完成电网自动均衡的执行。
本实施例中,开启电网自动均衡功能,程序自动循环扫描压裂泵泵组运行的情况,在压裂泵泵组运行至大排量权重分配阶段前,系统将电网权重系数C进线N电网初始化为100%。在进入大排量权重分配阶段后,系统实时刷新可下调排量的电网负荷率,当电网负荷率超过85%的临界值时,系统将寻找可上调排量的电网中负荷率较低的电网,如果该电网的负荷率与需要下调排量电网的负荷率相差超过5%,则需要下调排量的电网将转移1%的电网权重系数给该电网,使需要上调排量的电网获得更高的权重系数,电网下的压裂泵因权重系数变化而重新获取压裂泵泵组分配的排量,最终实现电网间负荷的1对1转移。
当压裂泵属于进线电网/>时,/>。例如:压裂泵3属于进线电网1,则/> 。
所述执行电网自我保护功能,其具体为:
D1、开启电网自我保护功能,并在压裂泵泵组运行前,将压裂泵输出系数初始化为100%;
D2、在压裂泵泵组运行过程中,当电网的负荷率超过第三阈值的临界值时,判断该电网是否可下调排量,若是,则进入D3,否则,该电网不可下调排量,输出报警提示,并结束流程;
D3、置位该电网调节的使能,降低该电网下的压裂泵输出系数,直至该电网的负荷率小于第四阈值后,复位电网调节使能;
D5、在电网调节使能作用后,若压裂泵输出系数需恢复,在自动压裂泵泵组模式下,根据智能调排恢复压裂泵输出系数至100%;在手动压裂泵泵组模式下,手动恢复压裂泵输出系数至100%,完成电网自我保护功能的执行。
本实施例中,开启电网自我保护功能,程序自动循环扫描压裂泵泵组运行的情况,在压裂泵泵组运行前,压裂泵输出系数初始化为100%。在压裂泵泵组运行的过程中,但当电网的负荷率超过95%的临界值时。如果该电网可不下调排量,则输出报警提示。如果该电网可下调排量,则置位该电网调节的使能,将该电网下的压裂泵输出系数逐渐降低,直到该电网的负荷率小于90%后,复位电网调节使能。在电网调节使能作用后,压裂泵输出系数/>如果需要恢复,在自动泵组模式下,可根据智能调排的需要逐步恢复压裂泵输出系数/>至100%;在手动泵组模式下,可手动点击压裂泵输出系数/>恢复按钮,逐步恢复输出系数至100%。
S5、根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
本实施例中,目前压裂泵泵组排量分配根据压裂泵最大工作能力权重计算,压裂泵的最大工作能力根据实时压裂泵泵况进行设置,压裂泵泵组中单泵分得排量/>等于压裂泵泵组设置总排量/>乘以最大工作能力权重系数/>,实现按泵况能力进行分配的工作模式。计算公式如下:
。
本发明通过判断电网实时负荷率情况,结合各电网下的压裂泵运行状态,在目前按最大工作能力权重分配的基础上增加电网权重系数,改变压裂泵泵组排量分配结果,使压裂泵的排量分配兼顾电网容量因素,使各电网输出更合理。
首先,根据压裂泵与电网进线的对应情况,设置各路电网下所带的压裂泵。并根据供电局分配的电网容量设置各路电网的最大容量。假设压裂系统总计接入了4路电网(电网进线I最大容量、电网进线II最大容量/>、电网进线III最大容量/>和电网进线IV最大容量/>),在程序中实时统计4路电网功率(电网进线I实时功率/>、电网进线II实时功率/>、电网进线III实时功率/>和电网进线IV实时功率/>),将实时功率除以各路电网的最大容量得到各路电网的实时负荷率(电网进线I实时负荷率、电网进线II实时负荷率/>、电网进线III实时负荷率/>和电网进线IV实时负荷率/>)。
然后,根据各电网所带压裂泵投入泵组的情况,以及投入后在压裂泵泵组控制下施工的能力输出情况,判断各电网是否可以上调或下调负荷率。当某条电网下所带压裂泵投入泵组的运行排量大于0,表示该电网可下调排量;当某条电网下所带压裂泵投入泵组的运行排量小于最大工作能力,表示该电网可以上调;当某条电网下所带压裂泵没有投入泵组运行,表示该电网既不可下调排量也不可上调排量。通过这种判断依据找出电网的可调整情况(电网进线可上调排量/>,电网进线/>不可上调排量,电网进线/>可下调排量/>,电网进线/>不可下调排量)。
当控制系统监测到可下调的电网负荷率超过第一阈值(85%)时,如果其余电网有负荷率相差第二阈值(5%)以上并且满足可上调的条件,控制系统将优先把负荷率转移至某条负荷率差距最大且可上调排量的电网,电网系数调整速度为2s调整1%。压裂泵获取所在电网的电网权重系数(例如:3号泵属于进线电网1,则/>),将电网系数加权到工作能力权重上,干预目前的按能力权重的方式,实现电网间1对1的排量转移,达到电网负荷率自动均衡效果。计算公式如下:
其中,表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵泵组设置的总排量,/>表示压裂泵的最大工作能力权重系数,/>表示压裂泵获取所在电网的电网权重系数。
最后,当压裂施工中的施工压力上升,某条电网负荷率超过第三阈值(95%)时。该电网将自动降低该电网下的压裂泵输出系数,直至该电网的负荷率小于第四阈值(90%)后,复位电网调节使能,使压裂泵最终执行的泵组控制排量降低,降低压裂泵的实际排量调整负荷率,以避免电网发生跳闸引起施工中断。计算公式如下:
其中,表示降低该电网下的压裂泵输出系数后,压裂泵执行的压裂泵泵组控制排量,/>表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵所在电网的输出系数。
综上,本发明结合各路电网下压裂泵的能力,计算得出电网的权重因子加权到现有的压裂泵泵组分配方法上,使压裂泵泵组控制排量的分配方式既根据泵况能力,同时也结合电网负荷率,最终实现自动调整电网负荷,使各路电网负荷合理分配,在电网负荷有冲跳电网风险的时候,主动降低负荷,确保电网稳定。
实施例2
如图2所示,本发明提供了一种执行实施例1所述的应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法的电网调节系统,包括:
第一处理模块,用于设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
第二处理模块,用于启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
第三处理模块,用于监测各电网进线能否上下调整排量;
第四处理模块,用于根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
第五处理模块,用于根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
如图2所示实施例提供的电网调节系统可以执行上述方法实施例1电网调节方法所示的技术方案,其实现原理与有益效果类似,此处不再赘述。
本实施例中,本申请可以根据电网调节方法进行功能单元的划分,例如可以将各个功能划分为各个功能单元,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成单元即可以采用硬件的形式来实现,也可以采用软件功能单元的形式来实现。需要说明的是,本发明中对单元的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
本实施例中,电网调节系统为了实现电网调节方法的原理与有益效果,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本发明所公开的实施例描述的各示意单元及算法步骤,本发明能够以硬件和/或硬件和计算机软件结合的形式来实现,某个功能以硬件还是计算机软件驱动的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件,可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本发明结合各路电网下压裂泵的能力,计算得出电网的权重因子加权到现有的压裂泵泵组分配方法上,使压裂泵泵组控制排量的分配方式既根据泵况能力,同时也结合电网负荷率,最终实现自动调整电网负荷,使各路电网负荷合理分配,在电网负荷有冲跳电网风险的时候,主动降低负荷,确保电网稳定。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
S2、启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
S3、监测各电网进线能否上下调整排量;
所述S3包括以下步骤;
S301、监测压裂泵泵组控制下排量可上调的电网;
所述S301包括以下步骤:
A1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
A2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否小于最大工作能力,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量小于最大工作能力,则将的值赋予1,表明当前电网进线可上调排量,否则,将/>的值赋予0,表明当前电网进线不可上调排量,其中,/>表示电网进线/>是否能上调排量,值为0时代表不可上调排量,值为1时代表可上调排量,表示电网进线的编号;
A3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据A2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可上调的电网,否则,返回A1,直至所有电网均被扫描;
S302、监测压裂泵泵组控制下排量可下调的电网;
所述S302包括以下步骤:
B1、从第1台压裂泵开始到最后1台压裂泵,扫描当前电网;
B2、当压裂泵属于当前电网时,判断该压裂泵是否处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量是否大于0,若处于压裂泵泵组控制模式下,且该压裂泵的运行排量大于0,则将的值赋予1,表明当前电网可下调排量,否则,将/>的值赋予0,表明当前电网不可下调排量,其中,/>表示电网进线/>是否能下调排量,值为0时代表不可下调排量,值为1代表可下调排量,/>表示电网进线的编号;
B3、判断所有电网是否均已扫描,若是,则根据B2的判断结果,得到压裂泵泵组控制下排量可下调的电网,否则,返回B1,直至所有电网均被扫描;
S303、监测可下调排量的电网实时负荷率;
S4、根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
所述S4中执行电网自动均衡,包括以下步骤:
C1、开启电网自动均衡功能,并在压裂泵泵组运行至大排量权重分配阶段前,将电网权重系数初始化为100%;
C2、在进入大排量权重分配阶段后,实时刷新可下调排量的电网负荷率,当可下调排量电网的负荷率超过第一阈值的临界值时,找出压裂泵泵组控制下可上调排量的电网中负荷率最低的电网;
C3、当可上调排量的电网中负荷率最低的电网与需要下调排量电网的负荷率相差超过第二阈值时,则需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网,完成电网自动均衡的执行;
所述C3中需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量的表达式如下:
其中,表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵泵组设置的总排量,/>表示压裂泵的最大工作能力权重系数,/>表示压裂泵获取所在电网的电网权重系数;
所述S4中执行电网自我保护功能,其具体为:
D1、开启电网自我保护功能,并在压裂泵泵组运行前,将压裂泵输出系数初始化为100%;
D2、在压裂泵泵组运行过程中,当电网的负荷率超过第三阈值的临界值时,判断该电网是否可下调排量,若是,则进入D3,否则,该电网不可下调排量,输出报警提示,并结束流程;
D3、置位该电网调节的使能,降低该电网下的压裂泵输出系数,直至该电网的负荷率小于第四阈值后,复位电网调节使能;
D5、在电网调节使能作用后,若压裂泵输出系数需恢复,在自动压裂泵泵组模式下,根据智能调排恢复压裂泵输出系数至100%;在手动压裂泵泵组模式下,手动恢复压裂泵输出系数至100%,完成电网自我保护功能的执行;
所述降低该电网下的压裂泵输出系数后,压裂泵执行的压裂泵泵组控制排量的表达式如下:
其中,表示降低该电网下的压裂泵输出系数后,压裂泵实际执行的压裂泵泵组控制排量,/>表示需要下调排量的电网将转移电网权重系数至负荷率最低的电网后,压裂泵泵组中单压裂泵分得的排量,/>表示压裂泵所在电网的输出系数;
S5、根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
2.一种执行权利要求1所述的应用于压裂泵泵组控制中的电网调节方法的电网调节系统,其特征在于,包括:
第一处理模块,用于设置各电网进线下的压裂泵和电网的最大容量;
第二处理模块,用于启动压裂泵泵组,开启电网自动均衡和电网自我保护功能,并初始化电网权重系数和压裂泵输出系数;
第三处理模块,用于监测各电网进线能否上下调整排量;
第四处理模块,用于根据监测结果和电网权重系数,执行电网自动均衡功能,以及根据监测结果和压裂泵输出系数,执行电网自我保护功能;
第五处理模块,用于根据执行结果,调整各电网进线下的压裂泵工作排量,完成压裂泵泵组控制中电网的调节。
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