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《西安建筑科技大学》 2018年
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油井群控变频互馈系统控制策略研究

肖昂  
【摘要】:变频节能设备以其优越的性能在油田被大量采用。同时也存在一些问题,如抽油机倒发电能利用效率低、网侧谐波较重等。抽油机倒发电能不妥善处理也容易降低系统功率因数,其产生的频繁高压冲击损害设备。若能有效利用好倒发电能,能为油田生产节约大量成本。本课题主要针对抽油机倒发电问题并根据油田采油井场现场工况的特点设计了一种基于抽油机共直流母线供电的多油井变频群控互馈控制策略,在采油厂实现节能生产的同时有效解决倒发电处理不合理问题。针对游梁式抽油机下冲程运行过程中产生倒发电对设备造成损害及电能浪费等问题,本课题分析了抽油机电机在理想互馈状态下的节能效果,并分析了节能效果与群控半径之间的关系。设计了通过变频调速来调整抽油机电机状态的互馈节能控制策略。该策略通过读取现场数据,实时监控抽油机的运行状态,根据分析确定调频对象,使抽油机运行的步调发生改变,直到电机状态调整到刚好互馈的时刻,最终达到共直流母线电压平稳,倒发电能被其他耗电状态电机利用的效果。本文利用MATLAB/Simulink软件根据抽油机的负载特性搭建了共直流母线下油井的工况仿真模型。采用油井变频群控互馈控制策略对两口油井的变频互馈调整过程进行仿真,仿真结果证明了该控制策略的可行性。在此基础上分别对三、四口油井进行不同状态分布的互馈效果进行仿真并对比,得出了油井群控变频互馈的状态调整方案。搭建油井群控变频互馈系统实验平台,通过变频器实现对异步电机的恒压频比控制,PLC作为控制器与变频器通讯,控制命令由触摸屏下发到PLC,实验数据由工控机采集并通过Labview程序显示并记录。实验验证状态调整后油井电机倒发电能互馈的可行性。实验结果表明,该节能控制策略能有效降低共直流母线电压的波动,有效利用掉倒发电能,达到节能的目的。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TE938;TM921.51

【参考文献】
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