CN211930270U - 一种陆地石油钻井微电网系统 - Google Patents
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Abstract
一种陆地石油钻井微电网系统，属于陆地石油钻井供电技术领域，具体包括：电力储能子系统、内燃发电机组、电力汇流排分支箱、能量管理子系统和负载子系统；通过增设电力储能子系统，使内燃发电机组能够适应大负载冲击，经常“起停”的循环负载或较长时间的低负荷运行等电动钻机的负荷特性问题；通过能量管理子系统的调控，可使得电力储能系统与内燃发电机组微电网并联运行，提高内燃发电机组微电网对过负荷工况的适应性；此外还可通过能量管理子系统调控电力储能系统与内燃发电机组独立离线运行，使用灵活，对于负载子系统的适应性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及陆地石油钻井供电技术领域，具体涉及一种陆地石油钻井微电网系统。
背景技术
目前国内的陆地石油钻井平台较多采用内燃发电机组微电网供电，石油钻井平台电动钻机在钻井的过程中，起下钻或者卡钻时会产生较大的冲击负荷，而内燃发电机组微电网的抗冲击负荷能力较差，导致内燃发电机组微电网供电母线频率和电压大幅下降，甚至导致内燃发电机组直接熄火停机，微电网供电系统崩溃，严重影响和威胁电动钻井用电设备的正常运行，因此亟待一种能够在遭受较大的突加冲击负荷下，保持平稳供电性能的微电网系统。
实用新型内容
为了解决现有技术中所存在缺少一种能够在遭受较大的突加冲击负荷下，保持平稳供电性能的微电网系统的问题，本实用新型提供了一种陆地石油钻井微电网系统。
本实用新型提供的技术方案是：
一种陆地石油钻井微电网系统，所述微电网系统，包括：电力储能子系统、内燃发电机组、电力汇流排分支箱、能量管理子系统和负载子系统；
所述电力储能子系统和所述内燃发电机组共同接入所述电力汇流排分支箱；
所述电力汇流排分支箱与所述负载子系统连接；
所述能量管理系统与所述电力储能子系统、所述陆用内燃发电机组和所述电力汇流排分支箱共同连接。
优选的，所述电力储能子系统，包括：双向变流器、蓄电池组、变压器和一次配电柜；
所述双向变流器的直流侧与所述蓄电池组连接，所述双向变流器的交流侧与所述变压器的低压侧连接，所述变压器的高压侧所述一次配电柜连接，所述一次配电柜接入所述电力汇流排分支箱；
所述一次配电柜还与所述能量管理子系统连接。
优选的，所述电力储能子系统，还包括：蓄电池组管理单元和双向变流器控制单元；
所述蓄电池组管理单元与所述蓄电池组连接，并与能量管理子系统连接；
所述双向变流器控制单元与所述双向变流器连接，并与能量管理子系统连接。
优选的，所述内燃发电机组，包括：若干发电机组、若干馈电开关柜和若干发电机组控制子系统；
所述发电机组通过所述馈电开关柜接入所述电力汇流排分支箱，所述发电机组还与所述发电机组控制子系统；
所述发电机组控制子系统与所述能量管理子系统连接，所述馈电开关柜与所述能量管理子系统连接。
优选的，所述电力汇流排分支箱包括：电缆分支箱和电流互感器；
所述电缆分支箱与所述馈电开关柜和所述一次配电柜连接；
所述电缆分支箱通过所述电流互感器接入所述负载子系统；
所述电流互感器与所述能量管理子系统连接。
优选的，所述负载子系统，包括：馈电开关柜和钻机平台负荷；
所述馈电开关柜与所述电流互感器连接；
所述钻机平台负荷与所述馈电开关柜连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的技术方案中包括：电力储能子系统、内燃发电机组、电力汇流排分支箱、能量管理子系统和负载子系统；通过增设电力储能子系统，使内燃发电机组能够适应大负载冲击，经常“起停”的循环负载或较长时间的低负荷运行等电动钻机的负荷特性问题。
通过能量管理子系统的调控，可使得电力储能系统与内燃发电机组微电网并联运行，提高内燃发电机组微电网对过负荷工况的适应性；此外还可通过能量管理子系统调控电力储能系统与内燃发电机组独立离线运行，使用灵活，对于负载子系统的适应性强。
附图说明
图1为本实用新型中陆地石油钻井微电网系统的连接示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合说明书附图和实例对本实用新型的内容做进一步的说明。
本实施例提供了一种陆地石油钻井微电网系统，所述微电网系统的连接示意图如图1所示，包括：电力储能子系统、内燃发电机组、电力汇流排分支箱、能量管理子系统和负载子系统；所述电力储能子系统和所述内燃发电机组共同接入所述电力汇流排分支箱；所述电力汇流排分支箱与所述负载子系统连接；所述能量管理系统与所述电力储能子系统、所述陆用内燃发电机组和所述电力汇流排分支箱共同连接。
所述电力储能子系统，包括：双向变流器、蓄电池组、变压器和一次配电柜；所述双向变流器的直流侧与所述蓄电池组连接，所述双向变流器的交流侧与所述变压器的低压侧连接，所述变压器的高压侧所述一次配电柜连接，所述一次配电柜接入所述电力汇流排分支箱；所述一次配电柜还与所述能量管理子系统连接。
所述电力储能子系统，还包括：蓄电池组管理单元和双向变流器控制单元；所述蓄电池组管理单元与所述蓄电池组连接，并与能量管理子系统连接；所述双向变流器控制单元与所述双向变流器连接，并与能量管理子系统连接。双向变流器控制系统实时监测变压器低压侧的电压、相位、频率等电量参数，捕捉微电网供电系统的频率变化和电压变化情况，并立即响应，通过控制双向变流器的工作状态实现储能蓄电池组直流电和内燃发电机组微电网交流电之间的双向转换，从而实现电能的储存以及释放，维持微电网供电系统的频率和电压稳定。
所述内燃发电机组，包括：若干发电机组、若干馈电开关柜和若干发电机组控制子系统；所述发电机组通过所述馈电开关柜接入所述电力汇流排分支箱，所述发电机组还与所述发电机组控制子系统；所述发电机组控制子系统与所述能量管理子系统连接，所述馈电开关柜与所述能量管理子系统连接。本实施例中的发电机组为内燃发电机组。
所述电力汇流排分支箱包括：电缆分支箱和电流互感器；所述电缆分支箱与所述馈电开关柜和所述一次配电柜连接；所述电缆分支箱通过所述电流互感器接入所述负载子系统；所述电流互感器与所述能量管理子系统连接。
所述负载子系统，包括：馈电开关柜和钻机平台负荷；所述馈电开关柜与所述电流互感器连接；所述钻机平台负荷与所述馈电开关柜连接。
能量管理子系统分别与蓄电池组管理单元、发电机组控制子系统、电流互感器、双向变流器控制单元和蓄电池组管理单元连接，实现对蓄电池组电量信息的监测，对内燃发电机组运行状态的监测以及对双向变流器工作状态的监测。
能量管理系统还与与电力储能系统的空调控制系统、配电柜连接，实现对电力储能系统空调运行状态和配电柜开关状态的监测。
微电网系统的工作原理是：能量管理系统通过发电机组控制子系统实时采集在线运行的发电机组的运行数据、馈线开关柜的状态、双向变流器控制单元的运行数据及电流互感器的电流信号，基于采集到的数据，能量管理系统自动计算和判定出当前负载子系统的总功率、在线运行的发电机组的台数、在线运行的发电机组的实际功率以及当前双向变流器的运行状态和当前总功率值，当项目现场发生实际在线运行负载功率超过了在线运行内燃发电机组(燃气或柴油)总装机功率的90％时，能量管理系统自动控制双向变流器控制单元在5s内自动无缝接管多余负载的功率，防止内燃发电机组发生过载停机故障。此外，当能量管理系统基于采集到的数据，判定负载子系统出现低负荷工况的情况时，即微电网产生超调时，所述电力储能子系统吸收有功功率，维持微电网系统的频率稳定，抑制频率和电压的波动；当内燃发电机组发生故障时，所述电力储能子系统作为备用电源，自动无缝接管正在运行的负载子系统，因此所述电力储能子系统和内燃发电机组可分开独立离线运行。
显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种陆地石油钻井微电网系统，其特征在于，所述微电网系统，包括：电力储能子系统、内燃发电机组、电力汇流排分支箱、能量管理子系统和负载子系统；所述电力储能子系统和所述内燃发电机组共同接入所述电力汇流排分支箱；所述电力汇流排分支箱与所述负载子系统连接；所述能量管理子系统与所述电力储能子系统、所述陆用内燃发电机组和所述电力汇流排分支箱共同连接。
2.如权利要求1所述的微电网系统，其特征在于，所述电力储能子系统，包括：双向变流器、蓄电池组、变压器和一次配电柜；所述双向变流器的直流侧与所述蓄电池组连接，所述双向变流器的交流侧与所述变压器的低压侧连接，所述变压器的高压侧所述一次配电柜连接，所述一次配电柜接入所述电力汇流排分支箱；所述一次配电柜还与所述能量管理子系统连接。
3.如权利要求2所述的微电网系统，其特征在于，所述电力储能子系统，还包括：蓄电池组管理单元和双向变流器控制单元；所述蓄电池组管理单元与所述蓄电池组连接，并与能量管理子系统连接；所述双向变流器控制单元与所述双向变流器连接，并与能量管理子系统连接。
4.如权利要求2所述的微电网系统，其特征在于，所述内燃发电机组，包括：若干发电机组、若干馈电开关柜和若干发电机组控制子系统；所述发电机组通过所述馈电开关柜接入所述电力汇流排分支箱，所述发电机组还与所述发电机组控制子系统；所述发电机组控制子系统与所述能量管理子系统连接，所述馈电开关柜与所述能量管理子系统连接。
5.如权利要求4所述的微电网系统，其特征在于，所述电力汇流排分支箱包括：电缆分支箱和电流互感器；所述电缆分支箱与所述馈电开关柜和所述一次配电柜连接；所述电缆分支箱通过所述电流互感器接入所述负载子系统；所述电流互感器与所述能量管理子系统连接。
6.如权利要求5所述的微电网系统，其特征在于，所述负载子系统，包括：馈电开关柜和钻机平台负荷；所述馈电开关柜与所述电流互感器连接；所述钻机平台负荷与所述馈电开关柜连接。
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| CN202020741868.8U CN211930270U (zh) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | 一种陆地石油钻井微电网系统 |
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| CN (1) | CN211930270U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116335625A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 四川宏华电气有限责任公司 | 基于储能系统的石油钻机混合动力系统及其优化控制方法 |
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2020
- 2020-05-07 CN CN202020741868.8U patent/CN211930270U/zh active Active
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