风光电集成加热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风光电集成加热系统，包括：光电单元、风电单元、储能电池单元、控制单元以及电磁加热单元，其中光电单元、风电单元以及储能电池单元的输出端均与控制单元相连；控制单元的输出指令送至电磁加热单元，电磁加热单元安装在原油管路上，原油管路上的温度采集装置送至控制单元的温度信号输入端。本实用新型大幅度降低了环境污染，提高能源利用率，较好地解决油田生产中原油需“全天候”的问题，加热效率高、形式多样、布置灵活等优点，对油田的节能降耗工作具有巨大的推动作用，应用前景十分广阔。
【专利说明】风光电集成加热系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种加热系统，具体的说是一种风光电集成加热系统。
【背景技术】
[0002]能源是人类社会生存和发展的物质基础，随着电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，世界各国对新能源与可再生能源日益重视，不断加大人力和物力的投入，促进了新能源与可再生能源利用技术和装置的研发。目前我国为世界第二大石油进口国，能源问题十分紧迫，节能降耗已成为我国的一项国策。
[0003]随着油田开发时间的延长，产能递减幅度增加，尤其是天然气产量大幅度下降，力口上油田开发进入中后期，含水上升以及原油生产主要以稠油和高凝稠油为主能耗量较大，目前自产天然气量不足，已开始制约原油的生产，这一问题是关系到今后长期稳定发展的重要课题。
[0004]解决油田燃料紧张的方式方法较多，如燃料结构调整(烧煤、油)、提高锅炉热效率等方法，同时也造成大量的能源消耗和严重的环境污染问题。
实用新型内容
[0005]针对现有油田生产过程中，产出原油需要进行加热处理和加热输送存在耗能大的问题和严重的环境污染等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种替代原油加热炉、实现利用可再生能源的风光电集成加热系统。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是；
[0007]本实用新型一种风光电集成加热系统，包括:光电单元、风电单元、储能电池单元、控制单元以及电磁加热单元，其中光电单元、风电单元以及储能电池单元的输出端均与控制单元相连；控制单元的输出指令送至电磁加热单元，电磁加热单元安装在原油管路上，原油管路上的温度采集装置送至控制单元的温度信号输入端。
[0008]所述控制单元包括中央处理器、逆变器、整流装置、驱动装置以及检测装置，其中整流器的输入端接有光电单元、风电单元以及电网电源的交流电，整流器的输出端输出直流电至逆变器的输入端，逆变器的驱动控制端经驱动装置与中央处理器的控制输出相连；中央处理器的输入端通过检测装置接有原油管路的温度反馈信号、原油管路管壁温度信号；中央处理器的控制输出端与直流电源、整流器的输出选择端相连。
[0009]所述逆变器的输入端还接有储能电池组的直流电。
[0010]所述光电单元包括太阳能光伏板及光伏逆变器，其中太阳能光伏板输出的直流电接至光伏逆变器的输入端，光伏逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，光伏逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
[0011 ] 所述风电单元包括风力发电机及风电逆变器，其中风电逆变器的输入端连接风力发电机，风电逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，风电逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
[0012]储能电池单元与控制单元的直流电源输入端连接。
[0013]电磁加热单元为多个，包绕于原油管路的不同加热段。
[0014]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0015]1.本实用新型首次提出“风光电磁加热再生能源利用技术”替代常规能源对原油进行间接加热，来满足油田生产技术要求，利用风光电磁加热可再生能源综合技术，以太阳能和风能作为能源，取之不尽，用之不竭，将太阳能发电和风力发电技术的有机结合，有效利用，不但减少了油、气、煤、电为燃料的能源消耗，而且大幅度降低了环境污染，提高能源利用率，较好地解决油田生产中原油需“全天候”的问题。
[0016]2.本实用新型具有加热效率高、形式多样、布置灵活等优点，对油田的节能降耗工作具有巨大的推动作用，它不仅适应于井口原油加热输送，也可发展为以计量站为中心，周边5-10 口油井联合管网加热集输。
[0017]3.由于本实用新型利用太阳能和风能无公害、洁净的特点，具有广泛的应用前景，将对油田的节能降耗、风光电磁加热能源的利用以及环保做出重大贡献，不论其经济效益，还是社会效益都具有明显的优势，因而本实用新型的推广应用前景十分广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实用新型系统结构框图；
[0019]图2为本实用新型中控制单元结构框图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型风光电集成加热系统包括:光电单元、风电单元、储能电池单元、控制单元以及电磁加热单元，其中光电单元、风电单元以及储能电池单元的输出端均与控制单元相连；其中储能电池单元与控制单元的直流电源输入端连接；光电单元、风电单元与控制单元的整流器输入端连接；控制单元的输出指令送至电磁加热单元，电磁加热单元安装在原油管路上，原油管路上的温度采集装置送至控制单元的温度信号输入端；电磁加热单元为多个，包绕于原油管路的不同加热段。
[0021]如图2所示，所述控制单元包括中央处理器、逆变器、整流装置、驱动装置以及检测装置，其中整流器的输入端接有光电单元、风电单元以及电网电源的交流电，整流器的输出端输出直流电至逆变器的输入端，逆变器的驱动控制端经驱动装置与中央处理器的控制输出相连；中央处理器的输入端通过检测装置接有原油管路的温度反馈信号、原油管路管壁温度信号；中央处理器的控制输出端与直流电源、整流器的输出选择端相连。
[0022]光电单元包括太阳能光伏板及光伏逆变器，其中太阳能光伏板输出的直流电接至光伏逆变器的输入端，光伏逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，光伏逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
[0023]风电单元包括风力发电机及风电逆变器，其中风电逆变器的输入端连接风力发电机，风电逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，风电逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
[0024]本实用新型控制单元实质上为一 DC-AC变频结构，由整流器(含滤波电路)和驱动装置以及逆变器组成，三相交流电源来自光电单元、风电单元以及电网电源，通过整流器内的整流电路及滤波电路生成直流电源输出至逆变器的输入端，逆变电路的输出端与电磁加热器的电磁感应线圈的两端相连接；光电单元、风电单元的直流电源部分进入储能电池单元储存。控制单元中的直流电流接收储能电池单元的直流电，经逆变器输出至电磁加热单元中。
[0025]控制单元检测光电单元、风电单元的发电功率以及储电池单元和电网的供电状态，当光电单元或风电单元的发电功率不足时，启动储电池单元供电，如果储电池单元供电功率不足，则使用电网供电。
[0026]原油油管的管壁温度检测传感器和出口油温检测传感器检测到的温度信号经过检测装置处理后，送至中央处理器(CPU)，中央处理器根据温度反馈信号与设定值进行比较，确定加热功率，保证管壁不超温，同时保证油温波动在设定温度范围。
[0027]本实用新型的工作控制过程如下:
[0028]控制器检测光伏发电及风力发电的工作状态，同时检测储能电池及电网供电的状态。选择合适的能源，保证优先使用清洁能源。同时，将风光发电的多余能量充入蓄电池储能装置。
[0029]启动电磁加热器的电源后，由整流器将交流电压转变成脉动直流电压，再经过滤波电容将脉动直流电压滤波变成光滑平稳的直流电压送到逆变器，通过逆变器将直流电压变成频率为500?1500Hz的交流电压。此电压接至电磁感应加热线圈。当快速变化的交流电流通过电磁感应线圈时，电磁感应线圈会产生高速变化的磁场，交变磁场在导磁的钢制油管表面产生涡流，使钢管发热。当原油在油管内流动时，带走油管发出的热量，达到对原油加热的目的。当油温检测传感器检测到出口的温度达到设定值时，由控制单元通过驱动装置控制逆变器，降低加热功率。当油管的热量不能迅速交换给原油，而导致油管的管壁温度超过设定温度(该值可人工调整)时，本实用新型会自动停止加热，发出报警信号，直到导磁钢管的管壁温度降到安全值时，才再次加热。保护设备安全。
【权利要求】
1.一种风光电集成加热系统，其特征在于包括:光电单元、风电单元、储能电池单元、控制单元以及电磁加热单元，其中光电单元、风电单元以及储能电池单元的输出端均与控制单元相连；控制单元的输出指令送至电磁加热单元，电磁加热单元安装在原油管路上，原油管路上的温度采集装置送至控制单元的温度信号输入端。
2.按权利要求1所述的风光电集成加热系统，其特征在于:所述控制单元包括中央处理器、逆变器、整流装置、驱动装置以及检测装置，其中整流器的输入端接有光电单元、风电单元以及电网电源的交流电，整流器的输出端输出直流电至逆变器的输入端，逆变器的驱动控制端经驱动装置与中央处理器的控制输出相连；中央处理器的输入端通过检测装置接有原油管路的温度反馈信号、原油管路管壁温度信号；中央处理器的控制输出端与直流电源、整流器的输出选择端相连。
3.按权利要求2所述的风光电集成加热系统，其特征在于:所述逆变器的输入端还接有储能电池组的直流电。
4.按权利要求1所述的风光电集成加热系统，其特征在于:所述光电单元包括太阳能光伏板及光伏逆变器，其中太阳能光伏板输出的直流电接至光伏逆变器的输入端，光伏逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，光伏逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
5.按权利要求1所述的风光电集成加热系统，其特征在于:所述风电单元包括风力发电机及风电逆变器，其中风电逆变器的输入端连接风力发电机，风电逆变器输出的交流电接至控制单元的输入端，风电逆变器输出的直流电接至储能电池单元。
6.按权利要求1所述的风光电集成加热系统，其特征在于:储能电池单元与控制单元的直流电源输入端连接。
7.按权利要求1所述的风光电集成加热系统，其特征在于:电磁加热单元为多个，包绕于原油管路的不同加热段。
【文档编号】H02J9/06GK204062305SQ201420397717
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】赵树东, 陶德楠, 王平生 申请人:盘锦三和采油装备科技开发有限公司