游梁式抽油机动态无功补偿技术的研究

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1、游梁式抽油机动态无功补偿技术的研究黄粱松(控制理论与控制工程)指导教师：张加胜(教授)陈继明(副教授)摘要游梁式抽油机是原油开采最主要的设备之一。由于其驱动电机在实际运行中负载率和工作效率不高，致使油区配电系统的功率因数偏低，增加了电能的损耗。目前普遍采用的节能方式是对单台抽油机进行电容器的固定无功补偿。针对传统无功补偿方式的缺陷，本文提出将动态无功补偿技术应用于游梁式抽油机，设计开发了高速动态跟踪的无功补偿装置，利用实时检测得到的系统无功需求量控制电容器的分组投切，实现了无功功率的“按需”补偿，取得了较为理想的补偿效果。

2、论文详细分析了抽油机的负载特性，确定了以变压器的低压侧为动态补偿点的技术方案，在软件仿真的环境下进行了参数配置及方案论证，并在此基础上进行了动态补偿装置的软硬件开发。抽油机动态无功补偿装置以Motorola的16位数字信号处理器DSP56F803为控制核心，集数据采集、快速计算和复杂控制为一体，采用快速傅立叶交换的算法计算无功需求量，实时监测配电系统的谐波状况，通过过零触发的固态继电器完成电容器组的分时分组投切，并对投切电容可能产生的谐波放大问题采取了抑制措施。通过对动态无功补偿装置的现场测试，证明方式稳定可靠，节能效果明

3、显。关键词；游梁式抽油机，动态无功补偿，数字信号处理器，FFT，固态继电器IIResearchoftheDynamicReactivePowerCompensationTechnologyoftheBeam-PumpingUnitHuangLing-song(ControlTheoryandControlEngineering)DireemdbyProfessorZHANGJia-shengandAssociateProfessorCHENJi-mingAbstractBeam-PumpingUnitisOIICofthe

4、mostimportantequipm吼tinrecoveringpetroleum,buttheirdriversworkunderthelowaveragetoadratioandlowworkefficiency,bringingaboutlowpowerfactorandgreatpowerlossintheoil-fieldpowerdistributionnetwork．Mostengineersadoptthemethodoffixedreactivepowercompensationtosavethepow

5、erfortheBeam-PumpingUnitatpresenLConsideringthedefectofmethodoffixedreactivepowercompensation,thispaperappliesthedynnmicreactivepowercompensationtechnologytotheBeam-PumpingUnits，designinghighspeeddynamictrackreactivepowercompensatorwhichme觥estheamountofthereactive

6、powerreal-timeinthesystemandswitchthecapacity-unitsaccordingtotheresultofn∽asure．attainingthatthedemandofreactivepowerinthesystemdeterminestheamountofcompensationtoimpmvetheeffcctofcompensation．ThepaperparticularlyanalysesthecharacteristicsoftheBeam—PumpingUnit’sl

7、oad，determinesthetechnologyblueprintwhichsetsthespotofcompensationonthetransformer'slow-voltageside,configurestheparameteranddemonstratestheblueprintintheenvironmentoftheIIIsoftware’semulator,designsthehardwareandsoftwareofthedynamiccompensator．Motorola’S16bitsDig

8、italSignalProcessorDSP56F803wasadoptedasthesystemcontrollinggOt'eofthedynamicreactivepowercompensator，whichintegratesdatacollection、hirghspeedcalculatio