制策略发出指令通过电源接入配出转换母联单元2，将来自内燃机发电机组电压、频率变化的电源送入主变换模块的AC/DC整流器20输入端、补充电能缺口，从而减少余功发电装置10的动力需求，降低机械负载总量。
[0030]设备停机时负荷突然减少，内燃机动力源的输出功率出现短时过剩，传动系统16转速上升，能源管理系统将检测到的余功发电装置10发出的电源频率信号、大功率用电负载电压电流信号进行分析、判断并按照设定的控制策略发出指令，使超级电容储能单元4进入充电状态吸收能量，通过增加余功发电装置10的动力需求，间接增加机械负载总量，平衡负载。
[0031]当出现内燃机动力源停止运行或余功发电装置10无法供电时，能源管理系统按照设定的控制策略发出指令，启动内燃机发电机组发电，通过电源接入配出转换母联单元2，根据所需用电功率的不同，实现内燃机发电机组单台或多台、恒速或变速的组合运行，使内燃机发电机组始终自动运行在最经济的转速一功率特性曲线附近。
[0032]内燃机发电机组功率匹配应用实施例:根据内燃发电机特性曲线，以经济性为控制目标，在生产运行过程中，采用单台或多台内燃机发电机组发电，小负荷时投运I台内燃机发电机组发电或运行在变速状态，利用超级电容储能单元4进行能量缓冲，使内燃机发电机组跟随用电负荷的变化输出匹配的动力。在大负荷时投运I台或2台内燃机发电机组发电，其中I台内燃机发电机组运行在恒速状态，另I台内燃机发电机组运行在变速状态，利用超级电容储能单元4进行能量缓冲，使内燃机发电机组跟随用电负荷的变化输出匹配的动力。使内燃机发电机组始终自动运行在最经济的转速一功率特性曲线附近且与用电负荷保持功率匹配。
[0033]大网电供电装置11应用实施例:在生产运行过程中，采用大网电供电装置11供电，将电能接入端子经馈线接至双回路转换开关，其中一路为网电旁通回路，如果供电能力能满足使用要求，直接向负载单元7提供电能，如果不能满足或限额供电，则可转换至其它馈电回路。利用超级电容储能单元4进行能量缓冲，减少突变负荷对大网电供电装置11的冲击。当大网电供电装置11限负荷供电时，设定变换模块输入电流限值完成限量用电，同时投运内燃机发电机组，满足负荷用电要求。
[0034]新能源发电应用实施例:在生产过程中，内燃机动力源输出动力的同时，都会产生余热，利用余热或温差发出电能，经升直流升压降压耦合装置19，连接于主变换模块的AC/DC整流器20输出端的直流母线上，提供直流电能。由内然机废热为能量源，通过转化输出电能，如果提供交流电源则通过馈线与其它馈线连接，如果提供直流电则与直流电流投切单元隔离开关连接，本装置提供2套驳接端口，此投切装置由2套升压、降压及主变换装置连接偶合转换调控单元，以适应不同的直流电源。
【主权项】
1.一种钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于包括能量转换单元、电源接入配出转换母联单元、主变换单元、超级电容储能单元、负载回路用电转换及母联单元、主控单元， 能量转换单元的输出端与电源接入配出转换母联单元的第一输入端电连接，电源接入配出转换母联单元的第一输出端与主变换单元的第一输入端电连接，主变换单元的第一输出端与超级电容储能单元的第一输入端电连接，主变换单元的第二输出端与负载回路用电转换及母联单元的第一输入端电连接，电源接入配出转换母联单元的第二输出端与负载回路用电转换及母联单元的第二输入端电连接，超级电容储能单元的输出端与主变换单元的第二输入端电连接； 主控单元的第一输出端与能量转换单元的输入端电连接，主控单元的第二输出端与电源接入配出转换母联单元的第二输入端电连接，主控单元的第三输出端与超级电容储能单元的第二输入端电连接，主控单元的第四输出端与主变换单元的第三输入端电连接，主控单元的第五输出端与负载回路用电转换及母联单元的第三输入端电连接。2.根据权利要求1所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于能量转换单元包括至少一个内燃机发电机组。3.根据权利要求2所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于能量转换单元还包括新能源发电装置，新能源发电装置包括内燃机余热发电装置或/和余功发电 目.ο4.根据权利要求1或2或3所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于能量转换单元还包括大网电供电装置。5.根据权利要求1或2或3所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于主变换单元包括至少一组主变换模块，每一组主变换模块包括AC/DC整流器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器，AC/DC整流器输出端的直流母线上连接DC/DC变换器和DC/AC逆变器，DC/DC变换器与超级电容储能单元电连接，DC/AC逆变器与负载回路用电转换及母联单元电连接。6.根据权利要求4所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于主变换单元包括至少一组主变换模块，每一组主变换模块包括AC/DC整流器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器，AC/DC整流器输出端的直流母线上连接DC/DC变换器和DC/AC逆变器，DC/DC变换器与超级电容储能单元电连接，DC/AC逆变器与负载回路用电转换及母联单元电连接。7.根据权利要求1或2或3所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网还包括分别与主控单元电连接的信息采集单元、数据采集调理电路、信号预处理单元、内燃机发电机组发动机ECU、新能源发电装置的智能监控单元、电源接入配出转换母联单元的智能监控单元、超级电容储能单元的智能监控单元、主变换单元的控制器、负载回路用电转换及母联单元的智能监控单元。8.根据权利要求4所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网还包括分别与主控单元电连接的信息采集单元、数据采集调理电路、信号预处理单元、内燃机发电机组发动机ECU、新能源发电装置的智能监控单元、电源接入配出转换母联单元的智能监控单元、超级电容储能单元的智能监控单元、主变换单元的控制器、负载回路用电转换及母联单元的智能监控单元。9.根据权利要求5所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网还包括分别与主控单元电连接的信息采集单元、数据采集调理电路、信号预处理单元、内燃机发电机组发动机ECU、新能源发电装置的智能监控单元、电源接入配出转换母联单元的智能监控单元、超级电容储能单元的智能监控单元、主变换单元的控制器、负载回路用电转换及母联单元的智能监控单元。10.根据权利要求6所述的钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其特征在于钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网还包括分别与主控单元电连接的信息采集单元、数据采集调理电路、信号预处理单元、内燃机发电机组发动机ECU、新能源发电装置的智能监控单元、电源接入配出转换母联单元的智能监控单元、超级电容储能单元的智能监控单元、主变换单元的控制器、负载回路用电转换及母联单元的智能监控单元。
【专利摘要】<b>本发明涉及电源装置技术领域，是一种钻机用混合能源能量缓冲平衡型微电网，其包括能量转换单元、电源接入配出转换母联单元、主变换单元、超级电容储能单元、负载回路用电转换及母联单元、主控单元。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其采用多路电源或多种电源，最大可能地利用现场资源，实现能量互补，综合利用；超级电容储能单元由多个主变换模块的整流器提供充电电流，实现容量共享；采用多个主变换单元，结合用电负载特性，实现分段供电；采用余功发电装置或采用内燃机预热发电装置，动态调整和平衡系统功率，减少系统的振荡次数以及负荷功率曲线的峰谷差值，具有安全、省力、简便、高效的特点。</b>
【IPC分类】H02J3/38, H02J3/32
【公开号】CN105098811
【申请号】CN201510558879
【发明人】冯利
【申请人】冯利
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月6日