基于超级电容的抽油机制动能量回收系统研究

针对游梁式抽油机系统的"倒发电"现象,传统的能耗制动和回馈制动造成电能浪费和谐波污染等问题,制动能量得不到合理利用.采用超级电容储能的制动能量回收系统,能够在抽油机电机处于再生发电状态时回收能量,并在电机处于电动状态时将能量释放,实现系统的节能降耗.然而,该方案存在储能装置容量配置较大、成本较高等不足,限制了其推广和应用.文章提出基于功率-容量约束的超级电容器模组参数配置方法,该方法以提高超级电容储能系统的性价比为目标,对储能系统的初始充电电压进行优化;以抽油机再生制动能量的有效回收和及时释放为前提,制定储能系统控制策略.仿真结果验证了所提参数配置方法及控制策略的有效性和可行性,满足节能效果和系统成本双优的目的.     

抽油机井地面损失功率计算方法的研究与认识

有杆泵抽油系统地面能量损耗由抽油机损耗和电机损耗两大部分构成,造成各井地面效率差别的原因在于各井的光杆功率与传输功率比例差别。据此推算得到的抽油机井地面功率损失计算公式,计算值与实测值吻合较好。     

抽油系统动力耦合模型及电机节能匹配仿真

为了解决抽油机与电机的合理节能选配问题,在有杆抽油系统动态参数的预测模型基础上,对游梁式抽油机的几何和运动模型进行修正和扩充.分析推导井口悬点载荷的特性、变速器的传动特性和电机与其耦合后的转矩特性,建立完整的抽油系统动力耦合关系仿真模型.在悬点载荷仿真模型上,对静载荷及动载荷进行深入分析,提高了仿真模型的准确性.以典型...     

低产低效井抽油机可调式减速装置的研制与应用

在不更换地面设备的情况下,降低抽油机冲次是解决低产低效井供液不足、泵效低的一种较为简单有效方法之一。可调节减速比的减速装置,其具有高/低两种减速比的输入端,最大减速比30,可将抽油机冲次降到1min-1以内,能大幅降低抽油机电机装机功率,应用后可将抽油机电机装机功率能降到15kW以下;减速装置体积小、结构紧凑、传动效率高。配套了飞轮式高效传动装置及整体可移底座,可提高设备连接同轴度、传动效率及设备安装维护的方便快捷性。现场应用表明,该装置能够满足抽油机降冲次的需要,在提高低产低效井泵效、降低抽油能耗方面效果显著。     

变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用

工频电机拖动的游梁式抽油机系统存在着能耗较高、效率较低的问题,特别是在低产、低速、低效油井上更是如此。采用变频拖动改造能提高电机功率因数,减少无功损耗。变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用收到了显著的节能效果,有较高的推广应用价值。     

利用综合粘度因子评价系统效率

抽油机井系统效率反映了油井对能量的利用程度,准确地评价抽油机井系统效率是有效衡量有杆抽油系统性能的关键.根据油井耗能的重新分析,提取了原油粘度、含水率、气油比3个显著的影响因素.利用数据拟合和0～1数值规范化处理方法根据其内在关系把三者整合成综合粘度因子,并通过定义新变量--无因次气油比与效率实现率,构建了抽油机井的系统效率评价模型.得到了系统效率评价图,作为确定抽油机井系统效率理论上、下限的基本方法.提出的模型在某油田进行了初步应用,得到的系统效率与实测效率基本吻合,为下一步是否采取优化措施以及各井的优化顺序提供了理论基础.     

基于Pro／E的专用减速电机的设计与研究

分析抽油机上使用的各种减速电机的现状，对抽油机的三组双联齿轮减速电动机设计进行了研究．利用Pro／E创建了抽油机减速装置的三维实体模型，并进行了零部件的装配设计，以保证抽油机高效低速作业．     

考虑储能装置风电场的动态经济调度

在考虑储能装置风电场的动态经济调度问题中,如何将储能装置有效地体现在模型之中,充分发挥储能装置的作用是问题的关键.首先综合考虑风电波动与负荷波动情况,利用储能装置平滑系统功率,然后将平滑后的系统功率在火电机组之间优化分配,从而将本课题分解为两个子优化问题,建立了考虑储能装置风电场的动态经济调度模型.基于混沌粒子群优化算法,提出了动静结合罚因子、混沌扰动范围随迭代次数线性减小等改进措施.算例表明,所提出的动态经济调度模型合理,算法具有一定的实用性.     

混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配

为提高混合动力系统整体性能,实现高效能量回收,分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布,从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求. 提出电池组-超级电容复合储能装置的参数匹配方法,针对21 t级试验样车混合动力系统进行实例计算,论证锂离子电池组与超级电容组成的复合储能装置的性能. 实例计算与道路试验结果表明:匹配的复合储能装置符合车辆整体性能与制动能量回收的要求,体积、重量满足总体设计约束;匹配超级电容后,储能装置的瞬时功率能力大幅提升,可显著提高车辆的制动能力和制动能量回收率.     

机械弹性储能系统位置跟踪控制策略研究

机械弹性储能系统在运行过程中需要精确的位置跟踪控制来确认其储能量,同时储能箱的转矩和转动惯量随着储能过程的进行连续变化,需要控制系统能够迅速调节电机的输出转矩以匹配储能箱在运行过程中逐渐增加的反转矩,同时能有效抑制储能箱转动惯量变化对控制性能的影响,以保证储能系统的效率和安全。本文采用指数遗忘法算法估计储能箱时变参数,结合估计值,设计以转角、转矩、磁链为虚拟控制变量的反推控制器,控制逆变器驱动电机运行。仿真表明,该方法能保证储能系统位置的精确控制和电机输出转矩的快速响应,同时系统参数变化变化对控制性能的影响很小,能量储存过程平稳。     

Novel sucker rod pumping system based on linear motor technology

Obtaining petroleum at the cost of electrical energy is a common problem in almost all oil fields, and it is mainly caused by low duty radio of induction motor used in beam pumping units. Traditional beam-pumping units have many intrinsic disadvantages such as low efficiency, complex transmission devices, poor flexibility,tremendous volume and weight in long stroke, etc. Therefore, a novel direct driven linear electromagnetic pumping unit (EMPU) has been developed by combining oil extraction technology with linear motor technology. The thrust of EMPU matches the changing of suspension center load to improve the system efficiency and cut down the consumption of energy. Based on previous experience, a small-scale prototype was developed and a simulation was conducted with it. Both theoretical analyses and experimental study showed that the problems exiting in beam pumping units can be solved with EMPU system, and this is a new method which can be used to solve high energy waste in oil fields.     

有杆抽油系统能耗评价专家系统研究

根据有杆抽油系统结构,结合专家建议,建立以系统效率、电机功率利用率等为主体的有杆抽油系统能耗评价技术指标,综合考虑能耗经济及社会指标,确立完整的有杆抽油系统能耗评价指标体系,参考国家行业标准,应用专家系统研究方法,构建评语体系与规则体系,建立有杆抽油系统能耗评价专家系统。对胜利油田某系统进行实例分析,认为电机不匹配、日常管理水平差是该系统存在的主要问题,并提出相关建议,结果符合实际,可为有杆抽油系统节能提供技术支持。     

小型泵站改造设计中的节能问题探讨

文章提出了在小型泵站改造设计中提高泵站效率、降低能耗的可行措施及方法。     

泵控泵技术在海一联注水系统的应用

注水开发油田的注水电耗占原油生产总成本的比例较大,为降低能耗,通过对泵站改造方案的比较和泵串联特性分析,提出了用增压泵控制串接大功率注水泵的泵控泵(Pump-Control-Pump)技术.PCP技术在海一联合站注水系统的应用,解决了注水泵泵效低、泵管压差大、单耗高等问题,节能效果明显.     

地表水水源热泵水输配系统的能效分析

为了分析水输配形式、水泵配置和运行方式等对地表水水源热泵系统能效的影响,通过建立水泵能耗模型,找到了取水高差与取水泵能耗的关系,并结合系统能效的限定值,提出地表水水源热泵临界取水高差的概念及计算分析方法。基于对取水水泵功率随流量变化规律的研究,并结合实例,研究了取水水泵一、二级两种配置方式的确定依据。综合分析流量对机组和冷却水泵的能耗的影响,对比了定、变流量运行下的能效,以系统整体能效最佳为目标,得到了研究实例中取水泵的节能运行方式。研究表明,与常规系统相比,水源热泵系统节能效果的实现,存在临界取水高差的应用限制;而且由于机组、水泵所占系统能耗比重的差异,运行方式应依据优化模型而确定。     

含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法

针对当前多能源电力系统中大量弃风、弃光和弃水的问题,文中通过构建含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法,有效提升可再生能源的消纳能力.首先,在保证火电最小经济技术出力及水电强迫出力的前提下,根据系统负荷大小确定可再生能源发电运行可行域.其次,在可再生能源发电运行可行域内优先安排风-光-径流水发电,若其满发有剩余,则安排抽水蓄能电站进行抽水,若抽水至满库容后风-光-径流水发电仍有剩余,则按负荷实际需求,按风电、光伏和径流水装机比例调降各自出力;若风-光-径流水满发后不能满足负荷需求,则优先安排可调节水发电,剩余负荷由火电、燃气和抽蓄电站以其总运行成本最小为目标来安排发电.最后采用CPLEX进行求解.实例分析表明文中方法能够提升可再生能源的消纳水平、减少非再生能源的消耗.     

配水泵站水泵机组运行效率测试分析

水泵一经投入运转,各项性能参数往往达不到铭牌值,这是由于外界条件的变化,使水泵实际运行工况点往往偏离设计最佳工况点。本根据水泵机组运行生产记录统计数据,对电机和水泵的运行进行了效率和电耗的分析,并探讨了节能措施。     

卷扬式长冲程抽油机的性能测试研究

卷扬式长冲程抽油机是为了满足油田开发工程中低液量油井的生产需要而研制的智能化采油装置,通过卷扬机来控制抽油机行程的卷扬式长冲程抽油机,冲程最大可达50m。采用以现代变频调速技术为基础的抽油机柔性控制技术,改善整机的运动特性及机械效率,实现了智能化采油。在标准模拟试验井上进行不同工况条件下的测试,对卷扬式长冲程抽油机在不同动液面条件下的泵效、系统效率、电机发电、吨液百米耗电等性能进行评价,为其在今后的生产实际中的推广应用提供依据。     

基于基站休眠技术的无线通信网络能源协作策略

有效提高无线通信网络能源效率,降低能源成本,提升通信服务质量,一直是通信领域重要的研究课题. 本文利用基站休眠技术关闭低负载状态或处于空闲状态的基站,联合能源采集技术采集清洁能源供基站和其他系统使用,通过系统能源协作降低能源的浪费,该协作模型是一个约束优化问题,使用一种动态权重约束优化处理算法对模型进行求解分析. 实验表明,本文提出的系统模型能有效降低网络能耗,提高通信速率.