RU2797340C1 - Способ регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок - Google Patents

Способ регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок Download PDF

Info

Publication number
RU2797340C1
RU2797340C1 RU2022114778A RU2022114778A RU2797340C1 RU 2797340 C1 RU2797340 C1 RU 2797340C1 RU 2022114778 A RU2022114778 A RU 2022114778A RU 2022114778 A RU2022114778 A RU 2022114778A RU 2797340 C1 RU2797340 C1 RU 2797340C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
installation
speed
group
electric
Prior art date
Application number
RU2022114778A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Михайлович Зюзев
Антон Андреевич Накатаев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2797340C1 publication Critical patent/RU2797340C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способу регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок. Способ основан на непрерывной регистрации в ходе работы с заданной скоростью на каждой установке сигнала мгновенной электрической мощности электропривода, вычислении длительности периода регистрируемого сигнала каждой установки, выборе установки с наибольшей длительностью периода в качестве базовой, определении отношения длительности периода каждой установки в группе к длительности периода базовой установки, на основе полученных относительных длительностей периода формировании сигналов коррекции скорости электропривода каждой установки для выравнивания длительностей периодов регистрируемых сигналов всех установок в группе, суммировании сигналов коррекции скорости с сигналами заданной скорости, на основе обновленных зарегистрированных сигналов вычислении текущих фаз этих сигналов относительно регистрируемого сигнала базовой установки, расчете оптимальных фазы регистрируемых сигналов каждой установки относительно базовой из условия обеспечения минимума потребления мгновенной мощности группой электроприводов установок и формировании сигналов коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки для достижения расчетной величины оптимальной фазы, используемых в качестве дополнительных сигналов коррекции скорости. Изобретение направлено на обеспечение снижения пиковых нагрузок электрической сети, питающей электроприводы группы установок, работающих в периодическом режиме с переменной нагрузкой, за счет достижения каждой из установок расчетной величины оптимальной фазы мгновенной потребляемой электрической мощности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для управления группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок (ШГНУ) при их совместной работе для уменьшения влияния на питающую электрическую сеть.
Работа ШГНУ характеризуется периодическим изменением нагрузки и, соответственно, потребляемой электроприводом электрической мощности. При их совместной неконтролируемой работе в группе на кусте скважин это приводит к колебаниям потребляемой группой электроприводов мощности, что неблагоприятно сказывается на других потребителях энергии.
Известны способы управления группой потребителей электрической энергии, направленные на выравнивание графика потребляемой мощности, например, способ регулирования мощности группы добывающих скважин:
- Авторское свидетельство RU 2323333 (Лондон Г.З., Ченцов В.Ф., Чудновский А.А., «Способ выравнивания нагрузок на общие ресурсы группы добывающих скважин при циклическом режиме их работы и устройство сетевого управления»).
Также известны способы регулирования мощности группы дуговых электропечей:
- Авторское свидетельство RU 2611605 (Шурыгин Ю.О., «Способ регулирования мощности группы дуговых сталеплавильных печей и агрегатов печь-ковш»);
- Авторское свидетельство RU 2338338 (Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Захаров К.Д., Зацепина В.И., Зацепин Е.П., Шилов И.Г., «Способ регулирования реактивной мощности, потребляемой группой дуговых электропечей»).
Недостатками данных способов являются сложность проведения гармонического анализа в реальном времени при первом способе и необходимость использования предварительно полученных эталонных коэффициентов, расчет которых проводится для каждой установки в отдельности на основе предварительно заданного графика нагрузки.
Проблемой, которую решает изобретение, является обеспечение оперативного контроля и управления работой группой электроприводов с периодической нагрузкой, направленной на снижение пиковых нагрузок питающей их электрической сети.
Решение указанной проблемы достигается тем, что в ходе работы с заданной скоростью на каждой установке непрерывно регистрируют сигнал мгновенной электрической мощности электропривода, вычисляют длительность периода регистрируемого сигнала каждой установки, выбирают установку с наибольшей длительностью периода в качестве базовой (
Figure 00000001
, определяют отношение длительности периода
Figure 00000002
каждой установки в группе к длительности периода базовой установки, на основе полученных относительных длительностей периода формируют сигналы коррекции скорости электропривода каждой установки для выравнивания длительностей периодов регистрируемых сигналов всех установок в группе, суммируют сигналы коррекции скорости
Figure 00000003
с сигналами задания скорости
Figure 00000004
:
Figure 00000005
;
Figure 00000006
Т1 - длительность периода сигнала мгновенной электрической мощности электропривода базовой установки;
Figure 00000007
- задание на скорость электропривода после коррекции скорости.
Эти сигналы используют для выравнивания периодов регистрируемых сигналов всех установок в группе, затем, на основе обновленных зарегистрированных сигналов вычисляют текущие фазы
Figure 00000008
этих сигналов относительно регистрируемого сигнала базовой установки
Figure 00000009
, рассчитывают оптимальные фазы регистрируемых сигналов каждой установки относительно базовой из условия обеспечения минимума потребления мгновенной мощности группой установок:
Figure 00000010
где
Figure 00000011
- эффективная (среднеквадратичная) мощность, потребляемая группой электроприводов;
Figure 00000012
- средняя мощность, потребляемая группой электроприводов;
p i - мгновенная электрическая мощность, потребляемая группой электроприводов;
n - количество измеренных значений на периоде сигнала мгновенной электрической мощности электропривода регулируемой установки.
Сигнал коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки
Figure 00000013
формируют, исходя из условия:
Figure 00000014
где
Figure 00000015
- задание на коррекцию фазы:
Figure 00000016
Figure 00000008
- текущая фаза регистрируемого сигнала мгновенной электрической мощности;
Figure 00000017
- коэффициент, вводящий диапазон нечувствительности регулятора к несоответствию
Figure 00000015
и
Figure 00000018
.
Сигналы коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки
Figure 00000013
используют в качестве дополнительных сигналов коррекции скорости, суммируя для каждой установки сигнал предустановленного приращения скорости
Figure 00000019
с сигналом задания скорости после коррекции
Figure 00000007
в течение времени
Figure 00000020
, рассчитанного, исходя из условия:
Figure 00000021
где
Figure 00000022
- темп задатчика интенсивности скорости электропривода каждой установки;
Figure 00000023
- минимальное задание на корректировку положения, при котором во время регулирования будет достигнуто значение
Figure 00000019
с заданным темпом
Figure 00000022
, где
Figure 00000024
.
Figure 00000025
,
где
Figure 00000026
- сигнал задания скорости после дополнительной коррекции.
Способ поясняется чертежом на фиг. 1, где изображена блок-схема устройства, реализующего изобретение, а также графиком процесса управления на фиг. 2, полученным на экспериментальной установке.
На фиг.1 показаны: 1 - блок регистрации сигнала мгновенной электрической мощности электропривода; 2 - блок вычисления длительности периода регистрируемого сигнала; 3 - блок формирования сигнала корректировки скорости электропривода; 4 - блок задания скорости; 5 - блок вычисления текущей фазы регистрируемого сигнала; 6 - блок формирования сигнала на корректировку фазы; 7 - блок расчета оптимальной фазы; 8 - электропривод;
На фиг.2 показаны графики момента базовой и регулируемой установок, а также график скорости регулируемой установки. Графики момента, как и графики мощности, позволяют оценить процесс регулирования.
Способ реализуется следующим образом. Блок 1 регистрации сигнала мгновенной электрической мощности электропривода ведет запись сигналов мгновенной мощности каждой установки в течение предустановленного промежутка времени, превышающего ориентировочное значение наибольшего из периодов работы установок.
После получения регистрируемого сигнала блоком 2 вычисления периода регистрируемого сигнала происходит определение его длительности и дальнейшее сравнение с сигналами других установок для выбора установки с наибольшей величиной периода в качестве базовой.
После этого вычисленные значения длительности периода текущей установки
Figure 00000002
и базовой установки
Figure 00000027
отправляются на вход блока формирования сигнала корректировки скорости электропривода 3, реализующего условие:
Figure 00000028
Далее рассчитанный сигнал корректировки скорости
Figure 00000003
суммируется с выходом блока задания скорости 4:
Figure 00000006
После выравнивания периодов регистрируемых сигналов всех установок в группе на вход блока вычисления текущей фазы 5 подаются регистрируемые сигналы текущей и базовой установок для вычисления текущего фазового сдвига между ними -
Figure 00000008
, а также на вход блока 7 расчета оптимальной фазы подаются сигналы мгновенной мощности всех установок для расчета оптимальной фазы
Figure 00000018
из условия:
Figure 00000029
где
Figure 00000011
- эффективная (среднеквадратичная) мощность, потребляемая группой электроприводов;
Figure 00000012
- средняя мощность, потребляемая группой электроприводов;
p i - мгновенная электрическая мощность, потребляемая группой электроприводов;
n - количество измеренных значений на периоде сигнала мгновенной электрической мощности электропривода регулируемой установки.
Затем, сигналы
Figure 00000008
и
Figure 00000018
подаются на вход блока формирования сигнала на корректировку фазы 6, формирующего сигнал на корректировку фазы каждой установки
Figure 00000015
с дальнейшим пересчетом в сигнал коррекции текущего углового положения вала электропривода
Figure 00000013
по следующим уравнениям:
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
где
Figure 00000008
- текущая фаза регистрируемого сигнала мгновенной электрической мощности;
Figure 00000017
- коэффициент, вводящий диапазон нечувствительности регулятора к несоответствию
Figure 00000015
и
Figure 00000018
;
Figure 00000022
- темп задатчика интенсивности скорости электропривода каждой установки;
Figure 00000023
- минимальное задание на корректировку положения, при котором во время регулирования будет достигнуто значение
Figure 00000019
с заданным темпом
Figure 00000022
, где
Figure 00000024
.
После этого сигнал предустановленного приращения скорости
Figure 00000033
суммируют с сигналом задания скорости после коррекции
Figure 00000034
в течение времени
Figure 00000035
.
Figure 00000025
,
где
Figure 00000026
- сигнал задания скорости после дополнительной коррекции.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в снижении пиковых нагрузок электрической сети, питающей электроприводы группы установок, работающих в периодическом режиме с переменной нагрузкой, за счет достижения каждой из установок расчетной величины оптимальной фазы мгновенной потребляемой электрической мощности.

Claims (25)

1. Способ регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок, с вычислением длительности периода регистрируемого сигнала мгновенной электрической мощности каждого электропривода, с выбором установки с наибольшей длительностью периода в качестве базовой, с определением отношения длительности периода каждой установки в группе к длительности периода базовой установки, отличающийся тем, что на основе полученных относительных длительностей периода формируют сигналы коррекции скорости электропривода каждой установки
Figure 00000036
для выравнивания длительностей периодов регистрируемых сигналов всех установок в группе, суммируют сигналы коррекции скорости с заданной скоростью, затем на основе зарегистрированных сигналов мгновенной электрической мощности электроприводов вычисляют текущие фазы этих сигналов относительно сигнала мгновенной электрической мощности электропривода базовой установки, рассчитывают оптимальные фазы регистрируемых сигналов мгновенной электрической мощности электропривода каждой установки относительно базовой из условия обеспечения минимума потребления мгновенной мощности группой электроприводов установок и после этого формируют сигналы коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки
Figure 00000037
для достижения расчетной величины оптимальной фазы, которые используют в качестве дополнительных сигналов коррекции скорости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы коррекции скорости электропривода каждой установки
Figure 00000036
в относительных единицах определяют из выражения:
Figure 00000038
,
где Ti - длительность периода сигнала мгновенной электрической мощности электропривода регулируемой установки; Т1 - длительность периода сигнала мгновенной электрической мощности электропривода базовой установки.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сигналы коррекции скорости электропривода каждой установки
Figure 00000036
суммируют с сигналом заданной скорости
Figure 00000039
установки в соответствии с условием:
Figure 00000040
где
Figure 00000041
- задание на скорость электропривода после коррекции скорости.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальные фазы регистрируемых сигналов мгновенной электрической мощности электропривода каждой установки
Figure 00000042
относительно базовой определяют из условия:
Figure 00000043
где
Figure 00000044
- эффективная среднеквадратичная мощность, потребляемая группой электроприводов;
Figure 00000045
- средняя мощность, потребляемая группой электроприводов;
p i - мгновенная электрическая мощность, потребляемая группой электроприводов;
n - количество измеренных значений на периоде сигнала мгновенной электрической мощности электропривода регулируемой установки.
5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что сигнал коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки
Figure 00000037
формируют исходя из условия:
Figure 00000046
где
Figure 00000047
- задание на коррекцию фазы
Figure 00000048
Figure 00000049
- текущая фаза регистрируемого сигнала мгновенной электрической мощности;
Figure 00000050
- коэффициент, вводящий диапазон нечувствительности регулятора к несоответствию
Figure 00000047
и
Figure 00000042
.
6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что сигналы коррекции текущего углового положения вала электропривода каждой установки
Figure 00000037
используют в качестве дополнительных сигналов коррекции скорости, суммируя для каждой установки сигнал предустановленного приращения скорости
Figure 00000051
с сигналом задания скорости после коррекции
Figure 00000041
в течение времени
Figure 00000052
, рассчитанного исходя из условия:
Figure 00000053
где
Figure 00000054
- темп задатчика интенсивности скорости электропривода каждой установки;
Figure 00000055
- минимальное задание на корректировку положения, при котором во время регулирования будет достигнуто значение
Figure 00000051
с заданным темпом
Figure 00000054
, где
Figure 00000056
;
Figure 00000057
,
где
Figure 00000058
- сигнал задания скорости после дополнительной коррекции.
RU2022114778A 2022-06-01 Способ регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок RU2797340C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2797340C1 true RU2797340C1 (ru) 2023-06-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2196250C2 (ru) * 2001-02-05 2003-01-10 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" Групповой электрогидравлический привод скважинных штанговых насосов (варианты)
RU2323333C2 (ru) * 2006-10-12 2008-04-27 Ооо "Интехприбор" Способ выравнивания нагрузок на общие ресурсы группы добывающих скважин при циклическом режиме их работы и устройство сетевого управления
CN103427729A (zh) * 2012-05-17 2013-12-04 中国石油化工股份有限公司 基于直流母线的抽油机井群控系统
RU2647286C2 (ru) * 2013-04-27 2018-03-15 Бош Рексрот (Чанчжоу) Ко. Лтд. Установка гидропривода насоса для добычи нефти и соответствующий гидравлический насос для добычи нефти
CN211448629U (zh) * 2019-12-26 2020-09-08 吴葆辰 一种改进型v型双向电控抽油机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2196250C2 (ru) * 2001-02-05 2003-01-10 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" Групповой электрогидравлический привод скважинных штанговых насосов (варианты)
RU2323333C2 (ru) * 2006-10-12 2008-04-27 Ооо "Интехприбор" Способ выравнивания нагрузок на общие ресурсы группы добывающих скважин при циклическом режиме их работы и устройство сетевого управления
CN103427729A (zh) * 2012-05-17 2013-12-04 中国石油化工股份有限公司 基于直流母线的抽油机井群控系统
RU2647286C2 (ru) * 2013-04-27 2018-03-15 Бош Рексрот (Чанчжоу) Ко. Лтд. Установка гидропривода насоса для добычи нефти и соответствующий гидравлический насос для добычи нефти
CN211448629U (zh) * 2019-12-26 2020-09-08 吴葆辰 一种改进型v型双向电控抽油机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2860504B2 (ja) アーク炉制御システム
US5767652A (en) Method and system for supplying optimal power to an inductive-type load
US20070046247A1 (en) Method of rotating a polyphase motor at less than rated speed
KR0127912B1 (ko) 유도 전동기 전력공급 제어장치
KR20040018111A (ko) 발전기 제어 장치
AU2008305125A1 (en) PWM signal generator, and inverter equipped with this PWM signal generator
RU2446536C1 (ru) Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети
RU2797340C1 (ru) Способ регулирования потребляемой мгновенной мощности группой электроприводов штанговых глубинных насосных установок
CN108054766A (zh) 一种自动发电控制频率偏差系数的设定方法、系统及装置
CN103051255B (zh) 一种电动机软起动控制方法
JPH08154382A (ja) 単一台形波ｒｍｓ調整器
JP6384398B2 (ja) 回転電機の制御システム
RU2512886C1 (ru) Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети
CA2327582A1 (en) Method and apparatus for indirectly measuring induction motor slip to establish speed control
CN110878685A (zh) 一种游梁式抽油机实时动态平衡调节方法
CN109088561A (zh) 一种负载电流预测前馈控制方法
US20190157997A1 (en) Motor drive device including current detector
RU2262794C2 (ru) Рекуперирующий электропривод с инвертором напряжения
RU168544U1 (ru) Устройство комбинированного регулирования напряжения сети
CN104638650A (zh) 一种利用原动机输出转矩控制发电机频率的方法
SU771835A1 (ru) Способ управлени электроприводом посто нного тока и устройство дл его осуществлени
SU717200A1 (ru) Способ автоматического управлени параллельно расположенными размалывающими устройствами
SU1288523A1 (ru) Устройство программного управлени нагревом роторов турбоагрегатов при разгонно-циклических испытани х
CN115085630B (zh) 一种静止变频器启动过程中电机振动优化抑制方法
RU2284645C1 (ru) Регулирующее устройство для привода с асинхронным двигателем