一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，具体涉及一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统。

背景技术

煤层气开发过程中，“电网”构建是必要条件之一，但由于地理条件的限制，煤层气井多分布在崇山峻岭之间，没有现成的输电网络可用，因此需要生产单位自行布线，然后寻找合适的电源点接入市电，这种供电模式存在以下三点弊端：

前期布线成本高。经过核算，目前的综合布线成本是高压线40万元/公里，低压线20万元/公里，平均30万元/公里，单井布线费用约15万元，达到气井总投资的6%左右。此外，布线工程还受到地理、天气等因素的制约，产生一定的时间成本。

电源点难以保证。布好线之后不能及时找到电源点，导致不能供电。有的项目甚至在布线之后两年才找到合适的电源点，大大减缓了开发进度。

可能占用耕地。供输电设施往往需占用耕地。

因此，急需开发一种新型的煤层气井场供电模式。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统，包括：光伏板阵、光伏控制器、综合控制柜、直流电机、燃气发电机及蓄电池；其中，光伏板阵连接光伏控制器，光伏控制器连接综合控制柜和蓄电池，综合控制柜连接燃气发电机和直流电机，燃气发电机连接光伏控制器，直流电机连接至抽油机；综合控制连接蓄电池，通过判断蓄电池的实时电量情况，确定通过蓄电池或直流电机向抽油机供电。

其中，综合控制柜实时监测光伏板阵的供电情况，及蓄电池的剩余电量，并设定蓄电池的电量阈值；

当监测到蓄电池的剩余电量大于第一阈值，且光伏板阵供电充足时，接通抽油机和光伏板阵的连接通路，通过光伏板阵向抽油机供电；

当监测到蓄电池的剩余电量大于第一阈值，且光伏板阵供电不足时，接通抽油机和蓄电池的连接通路，通过蓄电池向抽油机供电；

当监测到蓄电池的剩余电量介于第一阈值和第二阈值之间，且光伏板阵供电充足时，接通抽油机和光伏板阵的连接通路，通过光伏板阵向抽油机供电，同时接通蓄电池和光伏板阵的连接通路，通过光伏板阵向蓄电池充电；

当监测到蓄电池的剩余电量介于第一阈值和第二阈值之间，且光伏板阵供电不足时，接通抽油机和蓄电池的连接通路，通过蓄电池向抽油机供电；

当监测到蓄电池的剩余电量小于第二阈值，且光伏板阵供电充足时，接通抽油机和光伏板阵的连接通路，通过光伏板阵向抽油机供电，同时接通蓄电池和光伏板阵的连接通路，通过光伏板阵向蓄电池充电；

当监测到蓄电池的剩余电量小于第二阈值，且光伏板阵供电不足时，接通光伏板阵和燃气发电机的连接通路，及光伏板阵和抽油机的连接通路，通过光伏板阵向抽油机供电。

其中，第一阈值和第二阈值的数值随蓄电池的寿命和工况进行调整。

本发明相对于现有技术，本发明的光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统采用直流电机替代传统的交流电机，有效解决了启动过程中电流过大的问题。燃气发电机可以利用液化石油气、天然气和煤层气等多种气体。在煤层气井生产初期产气量小时可利用液化石油气、天然气发电；在煤层气井产量稳定后燃气发电机利用煤层气发电。解决现有煤层气井供电中成本高、电源点难以保证和占用耕地的问题，在煤层气井场就地发电，省去布线和电源点选择过程，无需额外占用耕地，具有良好的扩充性和灵活性，安全可靠，实用性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参阅图1，本发明提供了一种光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统，包括：光伏板阵1、光伏控制器2、综合控制柜3、直流电机4、燃气发电机5及蓄电池6；其中，光伏板阵1连接光伏控制器2，光伏控制器2连接综合控制柜3和蓄电池6，综合控制柜3连接燃气发电机5和直流电机4，燃气发电机5连接光伏控制器2，直流电机4连接至抽油机；综合控制3连接蓄电池6，通过判断蓄电池6的实时电量情况，确定通过蓄电池6或直流电机4向抽油机供电。

其中，综合控制柜3实时监测光伏板阵1的供电情况，及蓄电池6的剩余电量，并设定蓄电池6的电量阈值；

当监测到蓄电池6的剩余电量大于第一阈值，且光伏板阵1供电充足时，接通抽油机和光伏板阵1的连接通路，通过光伏板阵1向抽油机供电；

当监测到蓄电池6的剩余电量大于第一阈值，且光伏板阵1供电不足时，接通抽油机和蓄电池6的连接通路，通过蓄电池6向抽油机供电；

当监测到蓄电池6的剩余电量介于第一阈值和第二阈值之间，且光伏板阵1供电充足时，接通抽油机和光伏板阵1的连接通路，通过光伏板阵1向抽油机供电，同时接通蓄电池6和光伏板阵1的连接通路，通过光伏板阵1向蓄电池6充电；

当监测到蓄电池6的剩余电量介于第一阈值和第二阈值之间，且光伏板阵1供电不足时，接通抽油机和蓄电池6的连接通路，通过蓄电池6向抽油机供电；

当监测到蓄电池的剩余电量小于第二阈值，且光伏板阵1供电充足时，接通抽油机和光伏板阵1的连接通路，通过光伏板阵1向抽油机供电，同时接通蓄电池6和光伏板阵1的连接通路，通过光伏板阵1向蓄电池6充电；

当监测到蓄电池6的剩余电量小于第二阈值，且光伏板阵1供电不足时，接通光伏板阵1和燃气发电机5的连接通路，及光伏板阵1和抽油机的连接通路，通过光伏板阵1向抽油机供电。

其中，第一阈值和第二阈值的数值随蓄电池6的寿命和工况进行调整。

本发明使用光伏板阵1和燃气发电机5作为电能来源，利用蓄电池6存储电能，综合控制柜3的控制下为直流电机4供电，从而驱动抽油机运转。燃气发电机5可直接利用煤层气井的产出气和液化气。

本发明相对于现有技术，本发明的光伏与燃气互补发电直流驱动抽油机系统采用直流电机替代传统的交流电机，有效解决了启动过程中电流过大的问题。燃气发电机可以利用液化石油气、天然气和煤层气等多种气体。在煤层气井生产初期产气量小时可利用液化石油气、天然气发电；在煤层气井产量稳定后燃气发电机利用煤层气发电。解决现有煤层气井供电中成本高、电源点难以保证和占用耕地的问题，在煤层气井场就地发电，省去布线和电源点选择过程，无需额外占用耕地，具有良好的扩充性和灵活性，安全可靠，实用性强。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。