一种新能源抽油机控制系统的制作方法

本实用新型属于新能源技术领域，具体涉及一种新能源抽油机控制系统。

背景技术：

在石油开采领域中，大量的用到抽油机，目前抽油机多采用380v供电，备用电源多使用柴油发电机，以保证采油的连续性，但是柴油发电机带来的问题是环境污染，以及大量的燃油消耗。抽油机是做上下方向的往复运动，提升耗能较大，下降产生一定的能量，但是往往产生的能量没有进行利用。并且抽油机大多是异步电机直接启动，异步电机直接启动的方式，启动电流大，需要相应的变压器容量大，功率因数低，导致线损大，电机直接驱动，能耗浪费严重。即使采用常规变频驱动，也需要配置刹车电阻吸收下降时产生的能量，虽然有一定的节能作用，同时也能降低变压器容量，但是功率因数仍然较低，同时现有的变频控制还带来了高次谐波，降低电网质量。

技术实现要素：

本实用新型旨在于至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型目的在于提供一种新能源抽油机控制系统，解决了现有技术存在的能源消耗过大、环境污染、功率因数低导致的线损大以及电网质量低的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种新能源抽油机控制系统，包括主控模块、ac-dc转换模块、备用电源模块以及dc-ac转换模块，主控模块分别与ac-dc转换模块和备用电源模块通信连接，ac-dc转换模块的一端与交流母线电性连接，且其另一端通过直流母线与dc-ac转换模块电性连接，dc-ac转换模块与抽油机电性连接，所述备用电源模块并联设置于直流母线之间。

进一步地，ac-dc转换模块包括依次电性连接的emc滤波单元、防雷单元、电抗器、整流单元以及防浪涌启动单元，整流单元远离电抗器的另一端通过直流母线与dc-ac转换模块电性连接，防浪涌启动单元串联设置于直流母线的正极上，整流单元的控制端与主控模块通信连接。

进一步地，整流单元为可控整流单元。

进一步地，备用电源模块包括锂电池模组、电池能量管理单元、电池管理单元以及充电管理单元，电池管理单元和电池能量管理单元并联设置，其公共输出端与直流母线的正极电性连接，且其公共输入端与锂电池模组的放电输出端连接，所述锂电池模组的放电输入端与直流母线的负极电性连接，锂电池模组的充电输入端通过充电管理单元与直流母线的正极电性连接，且锂电池模组的充电输出端通过充电管理单元与直流母线的负极电性连接；

电池能量管理单元、电池管理单元以及充电管理单元均与主控模块通信连接。

进一步地，ac-dc转换模块和dc-ac转换模块构成四象限变频器。

进一步地，主控模块的主控芯片具体型号为tms320f28335。

进一步地，系统还包括散热风扇，散热风扇并联设置于直流母线之间，且其控制端与主控模块通信连接。

本实用新型的有益效果为：

(1)避免使用柴油发电机组作为备用电源，采用新能源锂电池提供停电时的备电，同时锂电池组集成在系统的直流母线处，减少了变压器到整流器间的线损，有效节能，并避免了柴油发电的空气污染；

(2)采用四象限变频器控制，直流母线直接连接锂电池备用电源系统，在抽油机下降过程中，收集电能通过充电管理单元对锂电池进行充电，既避免了电能回馈电网，又避免浪费下降过程中产生的能量；

(3)采用可控整流单元，可以调节功率因数到1，最大限度降低无功功率，降低电网系统线损；并且有效降低谐波含量，控制谐波含量在3-5％以内，有效改善电网质量。

本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式中进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例1的结构框图；

图2是ac-dc转换模块的结构框图；

图3是备用电源模块的结构框图；

图4是本实用新型实施例2的结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

应当理解，本实用新型使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本发明中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种新能源抽油机控制系统，包括主控模块、ac-dc转换模块、备用电源模块以及dc-ac转换模块，主控模块分别与ac-dc转换模块和备用电源模块通信连接，ac-dc转换模块的一端与交流母线电性连接，且其另一端通过直流母线与dc-ac转换模块电性连接，dc-ac转换模块与抽油机电性连接，所述备用电源模块并联设置于直流母线之间。

作为优选，如图2所示，ac-dc转换模块包括依次电性连接的emc滤波单元、防雷单元、电抗器、整流单元以及防浪涌启动单元，整流单元远离电抗器的另一端通过直流母线与dc-ac转换模块电性连接，防浪涌启动单元串联设置于直流母线的正极上，整流单元的控制端与主控模块通信连接；整流单元为可控整流单元；

380v的交流电通过交流母线依次通过emc滤波单元、防雷单元、电抗器、整流单元以及防浪涌启动单元进行滤波整流转化为直流电，可控整流单元调节功率因数到1，最大限度降低无功功率，降低电网系统线损，防雷单元和防浪涌启动单元提供电路保护，提高了安全性，emc滤波单元用来抑制和消除系统的强电磁干扰和电火花干扰。

作为优选，如图3所示，备用电源模块包括锂电池模组、电池能量管理单元、电池管理单元以及充电管理单元，电池管理单元和电池能量管理单元并联设置，其公共输出端与直流母线的正极电性连接，且其公共输入端与锂电池模组的放电输出端连接，所述锂电池模组的放电输入端与直流母线的负极电性连接，锂电池模组的充电输入端通过充电管理单元与直流母线的正极电性连接，且锂电池模组的充电输出端通过充电管理单元与直流母线的负极电性连接；

电池能量管理单元、电池管理单元以及充电管理单元均与主控模块通信连接；

当直流母线有电流通过时，备用电源模块处于待机状态，当直流母线没有电流通过时，为保证抽油机正常工作，主控模块通过电池管理单元控制锂电池模组通过放电输入端和放电输出端进行放电，并且电池能量管理单元采集锂电池的能量传输至主控模块，实时掌握锂电池模组的工作状态和剩余电量，当抽油机产生能量时，收集电能并通过充电管理单元输入至电池组，既避免了电能回馈电网，又避免浪费能量。

作为优选，ac-dc转换模块和dc-ac转换模块构成四象限变频器；采用四象限变频器控制抽油机，直流母线并联锂电池模组，在抽油机下降过程中，收集电能到电池组，既避免了电能回馈电网，又避免浪费下降过程中产生的能量；所述锂电池模组为若干串联的单体锂电池组成。

作为优选，主控模块的主控芯片具体型号为tms320f28335，统一控制整个系统的整流、能量收集、电池充放电以及电机控制。

实施例2

本实施例提供的技术方案是在实施例1的技术方案基础上作出的进一步改进，本实施例与实施例1的区别在于：

作为优选，如图4所示，系统还包括散热风扇，散热风扇并联设置于直流母线之间，且其控制端与主控模块通信连接，用于对备用电源模块进行散热，防止温度过高导致的备用电池模块的损坏。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。