[发明专利]一种油田抽油机自适应智能节能控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种油田抽油机自适应智能节能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、辨别抽油机每次冲程里的工作状态，控制器自动识别抽油机电动或发电的工作状态，通过VF控制方法分别控制和调节电动机的电压或频率；

S2、抽油机电动状态时调压，控制器检测输出电压的幅值和相位的变化，控制器检测输出电流的幅值和相位的变化，通过计算输出电压和输出电流的夹角判断有功和无功分量的比重，获知电机负载的轻重，通过VF分离的方法保持频率不变，通过调节输出电压实现减少电机和控制器的损耗；

S3、抽油机发电状态时调频，控制器自动检测出发电能量的多少，将所述控制器的输出频率调高，通过VF分离的方法保持控制器的母线电压不变，将机械的重力势能转化为动能存储到储存介质，制动电阻不发热，抽油机的电能损耗减少；

S4、回归至正常的VF曲线，当输出电流与输出电压的相位差为0时，使输出频率不再升高；当输出电流相位滞后于输出电压时，工作状态由VF分离恢复到正常的VF曲线；

所述抽油机电动状态时调压的具体过程是负载较轻时，通过VF分离的方法，将输出频率保持不变，降低同等频率下的输出电压；负载较重时，VF分离恢复到正常的VF曲线，按照给定的VF曲线运行。

2.根据权利要求1所述的油田抽油机自适应智能节能控制方法，其特征在于：所述抽油机处于电动状态时，电动机耗电，电能转化为重力势能；发电状态下，电动机发电并将其储存供下一次电动状态使用。

3.根据权利要求1所述的油田抽油机自适应智能节能控制方法，其特征在于：所述抽油机发电状态时调频的具体过程是将VF分离，保持电压不变，输出电流相位超前输出电压相位越多，输出频率增加的越高，并保持直流母线电压维持不变，当输出电流与输出电压的相位差为0时，输出频率不再升高，当输出电流相位滞后于输出电压时，工作状态由VF分离恢复到正常的VF曲线。

4.一种油田抽油机自适应智能节能控制系统，其特征在于：通过如权利要求1-3任一项所述的油田抽油机自适应智能节能控制方法实现，包括如下几个模块：

控制器电压频率独立VF控制模块，用以辨别抽油机每次冲程里的工作状态，控制器自动识抽油机电动或发电的工作状态，通过VF控制方法分别控制和调节电动机的电压或频率；

调压模块，用以检测输出电压的幅值和相位的变化，控制器检测输出电流的幅值和相位的变化，获知电机负载的轻重，通过VF分离的方法保持频率不变，通过调节输出电压实现减少电机和控制器的损耗；

调频模块，用以控制器自动检测出发电能量的多少，将所述控制器的输出频率调高，通过VF分离的方法保持控制器的母线电压不变，将机械的重力势能转化为动能存储到储存介质，制动电阻不发热，抽油机的电能损耗减少；

回归模块，当输出电流与输出电压的相位差为0时，用以使输出频率不再升高；当输出电流相位滞后于输出电压时，工作状态由VF分离恢复到正常的VF曲线；

所述调压模块用以负载较轻时，通过VF分离的方法，将输出频率保持不变，降低同等频率下的输出电压；负载较重时，VF分离恢复到正常的VF曲线，按照给定的VF曲线运行。

5.根据权利要求4所述的油田抽油机自适应智能节能控制系统，其特征在于：控制器电压频率独立VF控制模块，能自动均衡协调又能独立控制调节控制器的输出电压和输出频率。

6.根据权利要求4所述的油田抽油机自适应智能节能控制系统，其特征在于：所述调频模块用以将VF分离，保持电压不变，输出电流相位超前输出电压相位越多，输出频率增加的越高，并保持直流母线电压基本维持不变，当输出电流与输出电压的相位差为0时，输出频率不再升高，当输出电流相位滞后于输出电压时，工作状态由VF分离恢复到正常的VF曲线。