CN209233484U - 用于采油井现场的集中储能逆变系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于采油井现场的集中储能逆变系统，包括高压直流电路、智能充电器、蓄电池组、第一并网逆变器和第二并网逆变器，该高压直流电路接收抽油机下冲程的发电，并将发电电流通过整流、稳压、升压为高压直流电传，该智能充电器将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为充电电压，为该蓄电池组充电，该蓄电池组储存该高压直流电路输送的电能，该第一并网逆变器将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为交流电并馈入交流电网，该第二并网逆变器将该蓄电池组输出的直流电转变为交流电并馈入交流电网。该用于采油井现场的集中储能逆变系统将众多抽油机余能转换而来的电能进行集中的存储或转换管理，从而方便维护更换。

Description

用于采油井现场的集中储能逆变系统

技术领域

本实用新型涉及充电装置技术领域，特别是涉及到一种用于采油井现场的集中储能逆变系统。

背景技术

在我国石油开采中，抽油机有杆泵采油井占到全部油井的80％以上，抽油机下冲程抽油杆柱的所释放的重力势能转换成平衡块的重力势能，并在紧接着的上冲程用于井内液体的举升，这种抽油机余能(指抽油机运行至上死点时抽油杆柱的重力势能，下同)是在一台单井抽油机内部即时传输、转换和利用。一种双井抽油机(ZL200820020465.3)实现了两口井之间交替上、下冲程，一口井下冲程抽油杆柱的重力成为另一口井上冲程的动力，双井抽油机实现了一台双井抽油机内部两口井之间余能的即时传输和利用。综上所述，两种抽油机都是在一台抽油机内部通过机械连接实现余能的即时传输和利用，无法在多口井之间、远距离的、非即时的传输、转换和利用。

目前的储能及逆变系统在光伏发电、风力发电、稳压电源等方面均有利用，都是针对其具体的应用环境而设计，目前尚没有针对抽油机发电的环境而设计的储能逆变系统。为此我们发明了一种新的用于采油井现场的集中储能逆变系统，解决了以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种将众多抽油机余能转换而来的电能进行集中的存储或转换管理的用于采油井现场的集中储能逆变系统。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：用于采油井现场的集中储能逆变系统，该用于采油井现场的集中储能逆变系统包括高压直流电路、智能充电器、蓄电池组、第一并网逆变器和第二并网逆变器，该高压直流电路连接于区域内多台抽油机，接收抽油机下冲程的发电，并将发电电流通过整流、稳压、升压为高压直流电传输给该智能充电器，该智能充电器连接于该高压直流电路，将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为充电电压，为该蓄电池组充电，该蓄电池组与该智能充电器连接，储存该高压直流电路输送的电能，该第一并网逆变器连接于该高压直流电路，将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为交流电并馈入交流电网，该第二并网逆变器连接于该蓄电池组，将该蓄电池组输出的直流电转变为交流电并馈入交流电网。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括第一固态继电器和第二固态继电器，该第一固态继电器与该第一并网逆变器和交流电网连接，控制该第一并网逆变器与交流电网间的通断；该第二固态继电器与该第二并网逆变器和交流电网连接，控制该第二并网逆变器与交流电网间的通断。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括控制装置，该控制装置连接于该第一固态继电器、第二固态继电器和该智能充电器。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括第一多功能电表，该第一多功能电表连接于该控制装置，计量通过该第一并网逆变器馈入交流电网的电量，检测电流、电压和输出功率，并将电参数传输给该控制装置，该控制装置根据电参数判断该第一并网逆变器的工作状态。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括该第二多功能电表连接于该控制装置，计量通过该第二并网逆变器馈入交流电网的电量，检测电流、电压和输出功率，并将电参数传输给该控制装置，该控制装置根据电参数判断该第二并网逆变器的工作状态。

该控制装置与该第一多功能电表、该第二多功能电表为RD485通讯采用双绞线连接。

该智能充电器连接于该控制装置，与该控制装置为RD485通讯双绞线连接，该智能充电器将其输出电压、电流这些信息传输给该控制装置，该控制装置根据这些参数判断该智能充电器工作状态。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括人机接口，该人机接口连接于该控制装置，以进行参数设定，包括该第二并网逆变器、该智能充电器的工作时间、该蓄电池组的充电终止电压和放电终止电压，并显示系统运行状态，系统故障信息。

本实用新型中的用于采油井现场的集中储能逆变系统，将多台抽油机下冲程发电机输出的交流电通过整流、稳压、升压并入高压直流电网，该装置采集该第一并网逆变器、该第二并网逆变器和智能充电器的工作状态，蓄电池电压、高压直流电网和交流电网的电压，以及第二并网逆变器、智能充电器的工作时间、蓄电池组的充满电压值和放电终止电压值，通过第一固态继电器、第二固态继电器和智能充电器，实现直流电网和交流电网正常时，第一并网逆变器工作，高压直流电网向交流电网馈电；直交流电网正常时，蓄电池的用电谷时蓄电，峰时向交流电网馈电的目的。该用于采油井现场的集中储能逆变系统将众多抽油机余能转换而来的电能进行集中的存储或转换管理，从而方便维护更换，其控制系统能很好的自动控制蓄电池组的充放电和并网逆变器的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的用于采油井现场的集中储能逆变系统的一具体实施例的结构图；

图2为本实用新型的一具体实施例中用于采油井现场的集中储能逆变系统的装置连接示意图；

图3为本实用新型的一具体实施例中用于采油井现场的集中储能逆变系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本实用新型的用于采油井现场的集中储能逆变系统的结构图。该用于采油井现场的集中储能逆变系统包括高压直流电路14、智能充电器6、蓄电池组3、固态继电器Ⅰ4、固态继电器Ⅱ5、并网逆变器Ⅰ1、并网逆变器Ⅱ2和控制装置7。如图2所示，该高压直流电路14连接于区域内多台抽油机，接收抽油机下冲程的发电，并将电流通过整流、稳压、升压传输给该智能充电器6；该智能充电器6连接于高压直流电路14，将高压直流电路14传输过来的高压直流电转变为充电电压，为蓄电池组3充电；该蓄电池组3与智能充电器6连接，用于储存高压直流电路14输送的电能。该固态继电器Ⅰ4与并网逆变器Ⅰ1和交流电网连接，用于控制并网逆变器Ⅰ1和交流电网的通断；该固态继电器Ⅱ5与并网逆变器Ⅱ2和交流电网连接，用于控制并网逆变器Ⅱ2和交流电网的通断；该并网逆变器Ⅰ1与高压直流电路14和交流电网连接，用于将高压直流电转变为交流电并馈入交流电网；该并网逆变器Ⅱ2与蓄电池组3和交流电网连接，用于将蓄电池组3 输出的直流电转变为交流电并馈入交流电网。

如图3所示，为本实用新型的用于采油井现场的集中储能逆变系统的工作流程图。系统初始化后，所有固态继电器断开，充电器停止充电。该并网逆变器Ⅰ1、该并网逆变器Ⅱ2自动检测输出端交流电的参数，当交流电电压和频率正常时，该并网逆变器Ⅰ1、该并网逆变器Ⅱ2工作，否则即停止工作；该固态继电器Ⅰ4、固态继电器Ⅱ5、智能充电器6分别连接于该控制装置7，该控制装置7采集该并网逆变器Ⅰ1、该并网逆变器Ⅱ2和智能充电器6的工作状态，蓄电池组3电压、高压直流电路14和交流电网的电压，以及并网逆变器Ⅱ2和智能充电器6的工作时间，蓄电池组3的充电终止电压和放电终止电压值，当高压直流电路14电压和交流电网电压正常时，该控制装置7将接通信号传递给该固态继电器Ⅰ4，并网逆变器Ⅰ1工作；当高压直流电路电压和交流电网电压至少有一个不正常时，该控制装置7将切断信号传递给该固态继电器Ⅰ4，并网逆变器Ⅰ1停止工作。当电路处于用电谷时，该控制装置7将切断信号传递给该固态继电器Ⅱ5，并网逆变器Ⅱ2停止工作；当电路处于用电峰时，蓄电池组3电压高于放电终止电压时，该控制装置7将接通信号传递给该固态继电器Ⅱ5，并网逆变器Ⅱ2工作，当蓄电池组3电压不高于放电终止电压时，该控制装置7将切断信号传递给该固态继电器Ⅱ5，并网逆变器Ⅱ2停止工作。当电路处于用电峰时，该控制装置7将停充信号传递给智能充电器6，智能充电器6停止工作，蓄电池组3不充电。当电路处于用电谷时，直流电路电压正常，且蓄电池组3电压低于充电终止电压时，该控制装置7将充电信号传递给智能充电器 6，充电器5工作，蓄电池组3充电，如果直流电路不正常或蓄电池组3达到充电终止电压时，该控制装置7将停充信号传递给智能充电器6，充电器5 停止工作，蓄电池组3不充电。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括多功能电表Ⅰ8、多功能电表Ⅱ9，该多功能电表Ⅰ8连接于该控制装置7，计量通过并网逆变器Ⅰ1馈入交流电网的电量，检测电流、电压和输出功率，并将电参数传输给该控制装置7，该控制装置7根据电参数判断并网逆变器Ⅰ1的工作状态，该多功能电表Ⅱ9连接于该控制装置7，计量通过并网逆变器Ⅱ2馈入交流电网的电量，检测电流、电压和输入功率，并将电参数传输给该控制装置 7，该控制装置7根据电参数判断并网逆变器Ⅱ2的工作状态。

该控制装置7与该多功能电表Ⅰ8、该多功能电表Ⅱ9为RD485通讯采用双绞线连接。

该充电器连接于该控制装置7，与控制装置7为RD485通讯双绞线连接，该充电器将其输出电压、电流等信息传输给控制装置7，该控制装置7根据这些参数判断充电器工作状态。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括人机接口10，该人机接口10连接于该控制装置7，以进行参数设定，包括并网逆变器Ⅱ2、智能充电器6的工作时间、蓄电池组3的充电终止电压和放电终止电压值，并显示系统运行状态，系统故障信息。

该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括电压传感器Ⅰ11、电压传感器Ⅱ12，电压传感器Ⅲ13，该电压传感器Ⅰ11用于检测蓄电池组3的电压，该电压传感器Ⅱ12用于检测直流电路电压，该电压传感器Ⅲ13用于检测交流电网电压，并将电压数据传输给该控制装置7，该控制装置7根据电压参数，判断蓄电池组3的充满程度和高压直流电路、交流电网的工作状态。

该控制装置7包括，控制输出单元71，控制单元72和设备运行检测单元73，该设备运行检测单元73连接于该电压传感器Ⅰ11、该电压传感器Ⅱ 12、该电压传感器Ⅲ13，以得到蓄电池组3的电压、高压直流电路和交流电网的电压；该控制单元72连接于该控制输出单元71和该设备运行检测单元73，根据该并网逆变器Ⅰ1、该并网逆变器Ⅱ2和智能充电器的工作状态，蓄电池组3的电压、高压直流电路和交流电网的电压，以及并网逆变器Ⅱ2、智能充电器6的工作时间，蓄电池组3的充电终止电压和放电终止电压值等，计算出该固态继电器Ⅰ4、该固态继电器Ⅱ5、该智能充电器的启停时机，并传递给该控制输出单元71，该控制输出单元71连接于该固态继电器Ⅰ4、该固态继电器Ⅱ5的控制信号输入端，以控制该固态继电器Ⅰ4、该固态继电器Ⅱ5接通或切断，该控制输出单元71与智能充电器6连接，并将启停时机传递给该智能充电器6，以控制蓄电池组3充电的通断。

本实用新型的高压直流电路接收多台抽油机下冲程发电机输出的交流电通过整流、稳压、升压为高压直流电，采集该并网逆变器Ⅰ1、该并网逆变器Ⅱ2和智能充电器的工作状态，蓄电池电压、高压直流电路和交流电网的电压，以及并网逆变器Ⅱ2和充电器的工作时间、蓄电池组3的充电终止电压和放电终止电压值等，通过固态继电器Ⅰ4、固态继电器Ⅱ5和智能充电器，实现直流电路和交流电网正常时，并网逆变器Ⅰ1工作，高压直流电路向交流电网馈电；直流电路和交流电网正常时，蓄电池的用电谷时蓄电，峰时向交流电网馈电的目的。

Claims (2)

1.用于采油井现场的集中储能逆变系统，其特征在于，该用于采油井现场的集中储能逆变系统包括高压直流电路、智能充电器、蓄电池组、第一并网逆变器和第二并网逆变器，该高压直流电路连接于区域内多台抽油机，接收抽油机下冲程的发电，并将发电电流通过整流、稳压、升压为高压直流电传输给该智能充电器，该智能充电器连接于该高压直流电路，将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为充电电压，为该蓄电池组充电，该蓄电池组与该智能充电器连接，储存该高压直流电路输送的电能，该第一并网逆变器连接于该高压直流电路，将该高压直流电路传输过来的高压直流电转变为交流电并馈入交流电网，该第二并网逆变器连接于该蓄电池组，将该蓄电池组输出的直流电转变为交流电并馈入交流电网。

2.根据权利要求1所述的用于采油井现场的集中储能逆变系统，其特征在于，该用于采油井现场的集中储能逆变系统还包括第一固态继电器和第二固态继电器，该第一固态继电器与该第一并网逆变器和交流电网连接，控制该第一并网逆变器与交流电网间的通断；该第二固态继电器与该第二并网逆变器和交流电网连接，控制该第二并网逆变器与交流电网间的通断。