一种用于油田的供电系统的制作方法

本发明涉及一种用于油田的供电系统，属于微电网技术的领域。

背景技术：

我国是一个采油大国，然而一些人口稀少较偏僻的地区，由于当地的基础设施较缺乏或成本高昂不易铺设市电，形成供电孤岛，在这样的环境下采油一般使用柴油发电机组来为抽油机等负载供电。柴油价格较高使得采油的成本十分高昂。

为了减少柴油使用量，降低采油成本，人们提出了采用柴油发电与风力、光伏等新能源发电相结合的方式。

然而，当新能源发电条件较弱，例如风力较小、光照不足时，新能源发电量较少，大部分依然需要采用柴油发电，使得采油成本依然很高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于油田的供电系统，解决新能源发电条件较弱时依然需要大量采用柴油发电，使得采油成本依然很高的问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种用于油田的供电系统，包括：

燃气收集装置，用于采集在油井抽油时伴生的天然气；

燃气发电机组，用于将燃气收集装置所采集的天然气作为燃烧物产生交流电；

新能源发电装置，用于采用新能源产生电能；

柴油发电机组，用于以柴油作为燃烧物产生交流电；

切换装置，包括由至少三个并联的可控开关组成的第一可控开关组件；所述第一可控开关组件，用于控制负载分别与燃气发电机组、新能源发电装置、柴油发电机组之间的供电回路导通或断开。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，还包括：

第一参数检测装置，用于检测燃气发电机组的电能参数；

第二参数检测装置，用于检测新能源发电装置的电能参数；

第三参数检测装置，用于检测柴油发电机组的电能参数；

第四参数获取装置，用于获取负载所需功率；

及所述切换装置还包括切换控制器，用于根据检测的燃气发电机组、新能源发电装置、柴油发电机组的电能参数和负载所需功率产生第一控制指令，以控制第一可控开关组件的导通或断开。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述切换装置还包括：

功率分配装置，用于根据负载所需功率分配各个发电装置的输出功率。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述切换装置还包括：

功分计算单元，用于根据检测的燃气发电机组、新能源发电装置、柴油发电机组的电能参数计算各个发电装置的输出功率；

功分控制单元，用于控制功率分配装置根据计算所得各个发电装置的输出功率进行输出功率分配。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述新能源发电装置包括风力发电机组和/或光伏发电装置。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述新能源发电装置包括：风力发电机组、光伏发电装置、风光控制器和逆变器，所述风光控制器用于聚集风力发电机组和光伏发电装置产生的直流电；所述逆变器，用于将风光控制器所输出的直流电逆变成交流电。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，还包括监控装置，所述监控装置用于获取燃气发电机组、新能源发电装置、柴油发电机组的电能参数，及发送用户设置的各个发电装置的功率，且用于产生第二控制指令以控制第一可控开关组件的导通或断开。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述监控装置通过rs485总线或can总线方式建立连接。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案，所述负载为抽油机组。

本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：

本发明实施例所提供的用于油田的供电系统中，负载的电能来源除了柴油发电机组外，还设置了新能源发电装置以及燃气发电机组，从而使得在新能源发电条件较弱的情形下通过燃气发电机组为负载供电，减少了柴油的使用；由于燃气发电机组所采用的燃气为油田采油时的伴生天然气，无需额外购买天然气，降低了采油成本；此外，采用天然气作为燃料发电对环境无污染。

附图说明

图1为本发明用于油田的供电系统的模块示意图。

图2为本发明优选方案的用于油田的供电系统的模块示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。

图1示出了根据本发明实施例的一种用于油田的供电系统的示意图。该系统包括燃气发电机组20、新能源发电装置30、柴油发电机组40和切换装置50。

燃气收集装置10，用于采集在油井抽油时伴生的天然气。

燃气发电机组20，用于以天然气作为燃烧物产生交流电，该天然气为燃气收集装置所收集的天然气。燃气发电机组20可以包括多个燃气发电机，也可以为一个或两个燃气发电机。

新能源发电装置30，用于采用新能源产生电能。例如可以采用风力发电和或光伏发电，相应地，新能源发电装置30分别为风力发电机组、光伏发电装置。新能源发电装置30可以包括多个新能源发电装置，也可以为一个或两个新能源发电装置。并且新能源发电装置30可以既包括风力发电机，又包括光伏发电装置。

柴油发电机组40，用于以柴油作为燃烧物产生交流电。柴油发电机组40可以包括多个柴油发电机，也可以为一个或两个柴油发电机。

切换装置50包括由至少三个并联的可控开关组成的第一可控开关组件51。第一可控开关组件51包括至少三个并联的可控开关，本实施例中可控开关为三个，且第一可控开关组件51的一侧分别与燃气发电机组20、新能源发电装置30、柴油发电机组40连接，另一侧与负载连接，用于控制负载分别与燃气发电机组20、新能源发电装置30、柴油发电机组40之间的供电回路导通或断开。

本申请中的负载可以为油田的任意负载，例如照明装置、抽油机组等。

上述用于油田的供电系统中，负载的电能来源除了柴油发电机组外，还设置了新能源发电装置以及燃气发电机组，从而使得在新能源发电条件较弱的情形下通过燃气发电机组为负载供电，减少了柴油的使用；由于燃气发电机组所采用的燃气为油田采油时的伴生天然气，无需额外购买天然气，降低了采油成本；此外，采用天然气作为燃料发电对环境无污染。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，该系统还包括第一参数检测装置60、第二参数检测装置70、第三参数检测装置80和第四参数获取装置90。

第一参数检测装置60，与燃气发电机组连接，用于检测燃气发电机组20的电能参数，可以为设置在燃气发电机组上。

第二参数检测装置70，与新能源发电装置连接，用于检测新能源发电装置30的电能参数，可以设置在新能源发电装置上。

第三参数检测装置80，与柴油发电机组连接，用于检测柴油发电机组40的电能参数，可以设置在柴油发电机组上。

第一参数检测装置60、第二参数检测装置70和第三参数检测装置80可以采用现有任意一种电能参数检测装置，本申请在此不做限定。

第四参数获取装置90，与负载连接，用于获取负载所需功率，其获取方式可以为接收用户通过按键、旋钮、触控显示屏等所设置的负载所需功率，也可以接收其他单元或模块所发送的负载所需功率。

切换装置50还包括切换控制器52。该切换控制器52分别与第一参数检测装置60、第二参数检测装置70、第三参数检测装置80、第四参数获取装置90连接，用于根据燃气发电机组20、新能源发电装置30、柴油发电机组40的电能参数和负载所需功率产生第一控制指令，以控制第一可控开关组件51的导通或断开。

例如，具体可以根据负载所需功率与各个发电装置的输出功率的数量关系，如是否其中一个发电装置的输出功率既已大于负载所需功率，或者是否其中两个或多个发电装置的输出功率之和既已大于负载所需功率，产生第一控制指令。第一控制指令由切换控制器52产生，该切换控制器52可以采用逻辑电路来实现，也可以采用单片机等嵌入式芯片来实现。切换控制器52的输出端与第一可控开关组件51连接，控制第一可控开关51中相应的可控开关导通或闭合。

进一步地，如图2所示，第一可控开关组件51的输出端为多个。切换装置50还包括功率分配装置53，所述功率分配装置的一端与第一可控开关组件连接且功率分配装置的另一端连接负载，用于根据负载所需功率分配各个发电装置的输出功率。该发电装置是与负载连接的发电装置，包括上述燃气发电机组、新能源发电装置、柴油发电机组中的一者或多者。功率分配装置53的一侧与第一可控开关组件51的各个输出端分别连接，另一侧与负载连接。

该切换装置还包括功分计算单元54和功分控制单元55。

功分计算单元54分别与第一参数检测装置60、第二参数检测装置70、第三参数检测装置80、第四参数获取装置90连接。该功分计算单元54用于根据各个负载所需功率以及燃气发电机组20、新能源发电装置30、柴油发电机组40的电能参数计算为各个发电装置所分配的功率。

功分控制单元55的一端与功分计算单元54连接，另一端与功率分配装置53连接，用于控制功率分配装置53根据各个发电装置的计算所得功率分配各个发电装置的输出功率。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，新能源发电装置30包括输出第一电流的风力发电机组31、输出第二电流的光伏发电装置32、风光控制器33和逆变器34。

风光控制器33的输入端分别与风力发电机组31、光伏发电装置32连接，用于聚集第一电流和第二电流并输出平稳的直流电。

逆变器34的直流侧与风光控制器33连接，用于将风光控制器所输出的直流电逆变成交流电，交流侧与第一可控开关组件51连接。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，该系统还包括监控装置100，与第一参数检测装置60、第二参数检测装置70、第三参数检测装置80中的至少一者通信连接，用于获取并显示相应设备的电能参数。

可选地，监控装置100还与切换控制器52通信连接，用于产生第二控制指令，该第二控制指令用于使切换控制器52控制第一可控开关组件51。

可选地，监控装置100还与功分控制单元55通信连接，用于向功分控制单元55发送用户设置的各个发电装置的功率，以使用户可以自行设置各个发电装置的功率，从而可以人为干预供电系统的控制过程。功分控制单元55将计算结果设置为用户设置的各个发电装置的功率。

上述通信连接可以通过rs485总线或can总线。

综上，本发明使得在新能源发电条件较弱的情形下通过燃气发电机组为负载供电，减少了柴油的使用；由于燃气发电机组所采用的燃气为油田采油时的伴生天然气，无需额外购买天然气，降低了采油成本；此外，采用天然气作为燃料发电对环境无污染。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。