[发明专利]一种石油钻机直流传输电力系统

说明书

本发明公开了一种石油钻机直流传输电力系统，涉及石油钻机电力设备技术领域，包括：直流发电模块由直流发电机并联构成；输配电模块将电能传输到用电设备；变配电模块根据用电设备的电能需求控制电制、电流、电压和频率的变化，给辅助设备、日用设备和通信设备供电；驱动模块为驱动电机输入电能并控制驱动电机的转速；储能模块控制电能的存储和释放；能量回馈安全释放模块在储能模块吸收能力过量时，保护输配电回路电压正常；能量管理模块监测、控制和管理能量流。采用直流发电机组并联发电，解决了整流过程中谐波大的问题，输配电过程中采用直流传输能耗小，输送效率高，调节电流和改变功能传送方向方便，直流传输减小系统的体量，使系统更灵活。

技术领域

本发明涉及石油钻机电力设备技术领域，具体涉及一种石油钻机直流传输电力系统。

背景技术

石油钻机经历了机械钻机、半电动钻机以及全电动钻机时代。在全电动钻机时代无论是交流驱动还是直流驱动，其中动力供电部分采用了是600V交流系统，系统特征为：发电分系统采用交流工频同步发电机组；输配电分系统采用交流工频配电网络；变配电分系统采用交流工频变压器配电装置；驱动分系统采用变频器或者直流驱动装置；系统无储能分系统；能量管理分系统采用基本型能量管理系统，由发电机并车系统和功率限制系统以实现全系统的监控和基本的能量调度功能。

这种系统存在着很多弊端，多发电机组并联稳定性能差、系统抗冲击性能差、系统无功占容量大导致传输效率低、系统谐波大、设备容量大导致投资大、导致设备使用寿命缩短影响其他控制系统等等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种石油钻机直流传输电力系统，电能传输效率高，系统稳定性好，抗冲击性能力强。

本发明实施例提供的一种石油钻机直流传输电力系统，直流发电模块、输配电模块、变配电模块、驱动模块、储能模块、能量回馈安全释放模块和能量管理模块，其中，

所述直流发电模块由直流发电机并联构成，将机械能转变为电能；

所述输配电模块用于将电能传输到用电设备；

所述变配电模块用于根据用电设备的电能需求控制电制、电流、电压和频率的变化，给辅助设备、日用设备和通信设备供电；

所述驱动模块为驱动电机输入电能并控制驱动电机的转速，驱动各种转动设备转动；

所述储能模块用于控制电能的存储和释放；

所述能量回馈安全释放模块用于在储能模块吸收能力过量时，保护输配电回路电压正常；

所述能量管理模块用于监测、控制和管理能量流。

可选地，系统还包括保护模块，所述保护模块用于根据系统当前的运行情况进行评估，在出现异常现象时进行预警提示。

可选地，保护模块包括能源管理预警单元，所述能源管理预警单元用于根据当前能量使用情况和钻井工艺参数作出能源产生和消耗预计，给出能量储备预警信息。

可选地，保护模块还包括输入功率失调预警单元，所述输入功率失调预警单元用于实时监测在线发电机或网电输入功率情况，提前对各个能源源头的阈值进行判断和预警。

可选地，保护模块还包括功率限制单元，所述功率限制单元用于对超出系统所能提供输出能量的能力进行功率限制。

可选地，保护模块还包括负载和工艺预警单元，所述负载和工艺预警单元用于实时对负载进行监控，对比相同钻井工艺判断当前数据是否合理，并对当前负载情况进行评估，判断是否有异常情况，并对工艺流程进行监测，将当前负载和钻井工艺进行对比判断是否存在异常情况，对异常情况进行预警。

可选地，所述储能模块包括超级电容器和蓄电池。

可选地，驱动模块包括驱动变频器和驱动电机，所述驱动变频器为驱动电机输入电能并控制驱动电机的转速，所述驱动电机驱动钻机绞车、转盘、泥浆泵和顶驱。