一种多井联动启动和停止控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及油气原油开采领域，特别涉及一种多井联动启动和停止控制系统。


背景技术：

2.在原油开采的过程，油泵在启动和停止的过程中需要较大功率，启动或停机的瞬间会产生较大的启动电流，当同时启动所有开采设备时，产生的瞬时电流极易超过电网的额定功率，从而引起电网波动，导致电网电压下降，同时影响电网中其他设备的运行。现有技术方案中，市面上油泵采用了顺序启动机器的方法，每次只能启动一台机器，并且未解决瞬时停机中的反向瞬时电流过大的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型其中一个实用新型目的在于提供一种多井联动启动和停止控制系统，所述系统采用在电网额定功率下平滑启动采集设备终端，保障电网安全稳定的同时可提高启动的效率。
4.本实用新型另一个实用新型目的在于提供一种多井联动启动和停止控制系统，所述系统通过获取每一采集设备终端的最大启动功率，并且记录电网最大功率下的启动采集终端的数目，从而实现不同种类多批次的启动。
5.本实用新型另一个实用新型目的在于提供一种多井联动启动和停止控制系统，所述系统采用储能装置，所述储能装置安装于每一采集终端的电线或系统的总线上，用于吸收总线上或各自采集终端的反电动势能，因此可实现所有采集终端的平滑停止，并且不影响整体电路的安全。
6.本实用新型另一个实用新型目的在于提供一种多井联动启动和停止控制系统，所述系统通过包括但不仅限于ups电源、光伏储能器等储能装置，在保障电路安全稳定的同时，捕获电路中的停机电能，符合节能的效果。
7.本实用新型另一个实用新型目的在于提供一种多井联动启动和停止控制系统，所述系统在电网异常的情况下利用储能器对多台采集终端进行减速时采集反电动势进行储能，相比于自由滑行停机，本系统和方法实现停机的速度为自由状态的几十分一，从而可以实现快速停机的技术效果。
8.为了实现至少一个实用新型目的，本实用新型进一步提供一种多井联动启动控制方法，包括如下步骤：
9.获取电网额定负载功率；
10.测量每一采集终端的最大启动功率；
11.部署第一启动批次，其中所述第一启动批次中所有采集终端最大启动功率之和小于所述电网额定负载功率；
12.根据部署的第一启动批次稳定功率部署第二启动批次的采集终端，并相应启动所
述第二启动批次采集终端。
13.根据本实用新型其中一个较佳实施例，所述多井联动启动控制柜方法还包括：实时获取每一采集终端的电压和电流，用于测量每一采集终端的最大启动功率。
14.所述多井联动启动控制方法包括：实时测量已经稳定运行的分柜的运行功率，计算当下电网额定负载功率与当下稳定运行的功率之差，若差值大于任意一台或多台未启动的分柜的最大启动功率，则启动任意一台或多台未启动的分柜。
15.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述多井联动启动控制方法包括:部署启动批次时，计算当前启动功率不超过电网额定功率的最大待启动采集终端数目，用于减少启动时间。
16.为了实现至少一个上述实用新型目的，本实用新型进一步提供一种多井联动停止控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.获取电网额定负载功率；
18.测量每一采集终端的最大停止功率；
19.部署第一停止批次，其中所述第一停止批次中所有采集终端减速驱动器最大减速制停功率之和小于所述电网额定负载功率；
20.实时测量剩余功率，若大于正在运行的第二停止批次任意设备的最大停止功率，则停止该第二批次任意设备。
21.根据本实用新型其中一个较佳实施例，部署第三停止批次，第二批次停止后计算实时测量剩余功率，若大于正在运行的第三停止批次任意设备的最大停止功率，则停止该第三批次任意设备。
22.根据本实用新型另一个较佳实施例，多井联动停止控制方法包括:部署停止批次时，计算当前停止功率不超过电网额定功率的最大待停止采集终端数目，用于减少减速制停时间。
23.为了实现至少一个上述实用新型目的，本实用新型进一步提供一种多井联动启动和停止系统，包括：
24.总控制柜；
25.多个分控制柜；
26.减速驱动器；
27.储能装置；
28.其中所述总控制柜通讯连接所述分控制柜，所述分控制柜连接各个采集终端，所述分控制柜电路上设有至少一所述储能装置，所述储能装置用于获取反电动势储能，所述每一采集终端都设有所述减速驱动器。
29.根据本实用新型其中一个较佳实施例，所述储能装置包括ups电源或光伏储能器。
30.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述减速驱动器为伺服电机。
31.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述总控制柜内具有mcu芯片。
32.根据本实用新型另一个较佳实施例，每个分控制柜内具有mcu芯片。
33.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述总控制柜采用modbus总线连接每一分控制柜。
34.根据本实用新型另一个较佳实施例，所述总控制柜连接远程控制平台。
附图说明
35.图1显示的是本实用新型中多井联动启动控制方法的流程示意图。
36.图2显示的是本实用新型中多井联动停止控制方法的流程示意图。
37.图3显示的是本实用新型一种多井联动启动和停止系统的电气结构示意图。
具体实施方式
38.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
39.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
40.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
41.请参考图3显示的本实用新型一种多井联动启动和停止系统的电气结构示意图，所述系统包括总控制柜和多个分控制柜，其中所述总控制柜采用modbus 总线连接每一分控制柜，所述总控制柜上具有总控制芯片，分控制柜上具有对应的分控制芯片，并且分控制柜采用modbus线缆通讯连接采集终端和传感器，其中所述传感器包括但不仅限温度、电压、电流传感器。所述分控制柜获取对应的传感器数据，并且通过所述modbus总线将分控制柜获取的电流、电压、温度、功率等信息上传至所述总控制柜，用于总控制柜的分析处理。
42.进一步地，请参考图3，所述系统包括一储能装置，所述储能装置安装于所述系统的配电线路中，所述储能装置可采用包括但不仅限于ups电源和光伏储能器，通过所述储能装置可有效地稳定系统配电线路的稳定性和安全性。需要说明的是，所述储能装置可安装于所述系统配电线路的总线用于平衡总线上的电压，并且储能装置可有效地吸收电路制停过程中出现的反电动势，保障配电线路的安全性。
43.进一步地，所述系统包括至少一减速驱动器，所述减速驱动器连接采集终端，用于停止时对采集终端进行驱动减速，本实用新型中，所述驱动器包括但不仅限于伺服电机。
44.为了更好地说明本实用新型的技术效果，本实用新型进一步提供一种多井联动启动控制方法，包括如下步骤：
45.获取电网额定负载功率；
46.测量每一采集终端的最大启动功率；
47.部署第一启动批次，其中所述第一启动批次中所有采集终端最大启动功率之和小于所述电网额定负载功率；
48.根据部署的第一启动批次稳定功率部署第二启动批次的采集终端，并相应启动所述第二启动批次采集终端。
49.其中通过传感器测量采集终端的最大启动功率，比如获取每一个采集终端启动过程中的实时电压和电流，通过计算获取每一个采集终端的最大启动功率，进一步地对每一采集终端进行启动批次的部署，举例来说：
50.根据功率部署出第一启动批次采集终端，其中第一启动批次中包含多个采集终端，通过计算控制第一批次总启动功率小于电网的额定负载功率，此时电网保持稳定，未出现波动，一段时间后，实时测量已经稳定运行的分柜的运行功率，计算当下电网额定负载功率与当下稳定运行的功率之差，若差值大于任意一台或多台未启动的分柜的最大启动功率，则启动任意一台或多台未启动的分柜，具体地：定义第一启动批次采集终端的稳定功率为p1，第一批次采集终端启动功率为的h1，电网额定功率为s，第二启动批次采集终端的启动功率为h2，则部署第二启动批次采集终端需要满足：s
‑
p1>h2，并且第一批次采集终端启动功率满足s>h1，因此此可保证第一批次采集终端和第二批次采集终端在启动时都不超过电网的额定功率，从而保障了电网的安全性和稳定性。本实用新型进一步提供在设备正弦稳态下的电磁功率： p
e
＝3e0i
s
cos(σ
‑
90
°
)＝3e0i
s
cosг；其中p
e
为电磁功率，e0：励磁电势， i
s
为励磁电流；σ为相位角；г为内功率因数角。根据上述公式可计算设备的功率。
51.进一步地，当第二启动批次的采集终端在一段时间后趋于稳定，功率下降至p2，此时需要计算第三启动批次采集终端的所需最大启动功率，定义第三启动批次启动功率h3，则第三启动批次采集终端的启动功率需要满足：s
‑
p1‑
p2>h3，以保障第三启动批次采集终端启动时电网不会出现波动。需要说明的是，每一批次的启动功率分配给每一采集终端，使得每一启动批次采集终端的启动功率之和小于对应的计算值。通过以上方法进一步依次启动多个批次的采集终端，直至所有采集终端都处于开机状态，需要说明的是，在本实用新型另一较佳实施例中，根据实时测量已经稳定运行的分柜的运行功率，计算当下电网额定负载功率与当下稳定运行的功率之差，若差值大于任意一台或多台未启动的分柜的最大启动功率，则启动任意一台或多台未启动的分柜。
52.值得一提的是，在上述启动方法最开始阶段对设备的最大启动功率具有较高的容量，因此在本实用新型的一个优选实施例中，计算所有采集终端最大启动功率后，将每一采集终端的最大启动功率从小到大依次排序，并且根据从小到大的规则依次部署优先启动批次的采集终端，并根据部署的优先顺序依次分批启动，因此，在本实施例中第一启动批次的采集终端分配到的数量是最大的，从而提高了整体启动的速率。
53.上述采集终端的实时功率通过每一分柜获取，并将获取的数据通过modbus 总线上传至总控制器，并在总控制器上可视化显示，总控制柜器可通过手动或计算机自动的方式向各个分柜下发启动指令，可以理解的是指令的发送方式不是本实用新型的限制。
54.为了更好地解释本实用新型的技术效果，本实用新型进一步提供一种多井联动停止控制方法，包括如下步骤：
55.获取电网额定负载功率；
56.测量每一采集终端的最大停止功率；
57.部署第一停止批次，其中所述第一停止批次中所有采集终端减速驱动器最大减速制停功率之和小于所述电网额定负载功率和第一剩余稳定设备功率之差；
58.根据第一剩余设备稳定功率部署第二停止批次的采集终端和减速驱动器，并相应地减速制停所述二停止批次采集终端。
59.在本实施例中，减速驱动器对电机执行减速操作，减速驱动器优选实施为伺服驱动器，所述减速驱动器连接储能装置，比如ups电源，用于将采集终端的动能逆变为电能，值得一提的是，由于采集终端在被制停时也同时存在较大的停止电流，因此为了防止停止电流对电网产生波动，需要分批制停采集终端。
60.举例来说：
61.设定第一停止批次采集终端和减速驱动器的最大制停功率为h1，电网额定负载功率为s，此时，通过人工或计算机计算s>h1条件下最大制停功率的采集终端和减速驱动器数目，根据计算结果将特定的采集终端和减速驱动器部署为所述第一停止批次，并执行减速制停指令。
62.定义第二停止批次采集终端和减速驱动器的最大制停功率为h2，此时第一停止批次的采集终端减速驱动停止，定义第一剩余运行设备稳定功率为p1，此时计算满足：s
‑
p1>h2的第二停止批次的部署条件，此时仍然满足整个电网的工作电压在额定电压范围内。
63.进一步地，当所述第二停止批次的采集终端和减速驱动运行一段时间后，所述第二停止批次停止，第二剩余运行设备稳定功率为p2，定义第三停止批次制停功率为h3，此时计算满足：s
‑
p1‑
p2>h3的采集终端和减速驱动制停的部署条件，在满足该条件下执行第三停止批次的制停指令。
64.根据上述部署方法，依次对剩余的所有采集终端和减速驱动器进行部署和执行相关的减速制停指令，直至全部采集终端停止运行。
65.值得一提的是，为了实现更快的制停方法，在本实用新型一个较佳实施例中，将所有采集终端和减速驱动器的最大制停功率从小到大排序，并从小到大依次获取并部署第一、第二和第三停止批次的采集终端和减速驱动，从而使得第一批次部署的采集终端数目是最大的，从而可以快速实现全部采集终端的制停操作。上述批次为至少一个设备，停止或开启的设备为至少一个。
66.特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)执行时，执行本技术的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本技术上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器 (cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何
计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
67.附图中的流程图和框图，图示了按照本实用新型各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
68.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型，本实用新型的目的已经完整并有效地实现，本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。