本發(fā)明涉及一種用于油田的供電系統(tǒng)，屬于微電網(wǎng)技術(shù)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國是一個采油大國，然而一些人口稀少較偏僻的地區(qū)，由于當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施較缺乏或成本高昂不易鋪設(shè)市電，形成供電孤島，在這樣的環(huán)境下采油一般使用柴油發(fā)電機組來為抽油機等負載供電。柴油價格較高使得采油的成本十分高昂。

為了減少柴油使用量，降低采油成本，人們提出了采用柴油發(fā)電與風(fēng)力、光伏等新能源發(fā)電相結(jié)合的方式。

然而，當(dāng)新能源發(fā)電條件較弱，例如風(fēng)力較小、光照不足時，新能源發(fā)電量較少，大部分依然需要采用柴油發(fā)電，使得采油成本依然很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于油田的供電系統(tǒng)，解決新能源發(fā)電條件較弱時依然需要大量采用柴油發(fā)電，使得采油成本依然很高的問題。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種用于油田的供電系統(tǒng)，包括：

燃氣收集裝置，用于采集在油井抽油時伴生的天然氣；

燃氣發(fā)電機組，用于將燃氣收集裝置所采集的天然氣作為燃燒物產(chǎn)生交流電；

新能源發(fā)電裝置，用于采用新能源產(chǎn)生電能；

柴油發(fā)電機組，用于以柴油作為燃燒物產(chǎn)生交流電；

切換裝置，包括由至少三個并聯(lián)的可控開關(guān)組成的第一可控開關(guān)組件；所述第一可控開關(guān)組件，用于控制負載分別與燃氣發(fā)電機組、新能源發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機組之間的供電回路導(dǎo)通或斷開。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，還包括：

第一參數(shù)檢測裝置，用于檢測燃氣發(fā)電機組的電能參數(shù)；

第二參數(shù)檢測裝置，用于檢測新能源發(fā)電裝置的電能參數(shù)；

第三參數(shù)檢測裝置，用于檢測柴油發(fā)電機組的電能參數(shù)；

第四參數(shù)獲取裝置，用于獲取負載所需功率；

及所述切換裝置還包括切換控制器，用于根據(jù)檢測的燃氣發(fā)電機組、新能源發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機組的電能參數(shù)和負載所需功率產(chǎn)生第一控制指令，以控制第一可控開關(guān)組件的導(dǎo)通或斷開。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述切換裝置還包括：

功率分配裝置，用于根據(jù)負載所需功率分配各個發(fā)電裝置的輸出功率。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述切換裝置還包括：

功分計算單元，用于根據(jù)檢測的燃氣發(fā)電機組、新能源發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機組的電能參數(shù)計算各個發(fā)電裝置的輸出功率；

功分控制單元，用于控制功率分配裝置根據(jù)計算所得各個發(fā)電裝置的輸出功率進行輸出功率分配。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述新能源發(fā)電裝置包括風(fēng)力發(fā)電機組和/或光伏發(fā)電裝置。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述新能源發(fā)電裝置包括：風(fēng)力發(fā)電機組、光伏發(fā)電裝置、風(fēng)光控制器和逆變器，所述風(fēng)光控制器用于聚集風(fēng)力發(fā)電機組和光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的直流電；所述逆變器，用于將風(fēng)光控制器所輸出的直流電逆變成交流電。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，還包括監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置用于獲取燃氣發(fā)電機組、新能源發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機組的電能參數(shù)，及發(fā)送用戶設(shè)置的各個發(fā)電裝置的功率，且用于產(chǎn)生第二控制指令以控制第一可控開關(guān)組件的導(dǎo)通或斷開。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述監(jiān)控裝置通過rs485總線或can總線方式建立連接。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述負載為抽油機組。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

本發(fā)明實施例所提供的用于油田的供電系統(tǒng)中，負載的電能來源除了柴油發(fā)電機組外，還設(shè)置了新能源發(fā)電裝置以及燃氣發(fā)電機組，從而使得在新能源發(fā)電條件較弱的情形下通過燃氣發(fā)電機組為負載供電，減少了柴油的使用；由于燃氣發(fā)電機組所采用的燃氣為油田采油時的伴生天然氣，無需額外購買天然氣，降低了采油成本；此外，采用天然氣作為燃料發(fā)電對環(huán)境無污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于油田的供電系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖2為本發(fā)明優(yōu)選方案的用于油田的供電系統(tǒng)的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施方式進行描述。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于油田的供電系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40和切換裝置50。

燃氣收集裝置10，用于采集在油井抽油時伴生的天然氣。

燃氣發(fā)電機組20，用于以天然氣作為燃燒物產(chǎn)生交流電，該天然氣為燃氣收集裝置所收集的天然氣。燃氣發(fā)電機組20可以包括多個燃氣發(fā)電機，也可以為一個或兩個燃氣發(fā)電機。

新能源發(fā)電裝置30，用于采用新能源產(chǎn)生電能。例如可以采用風(fēng)力發(fā)電和或光伏發(fā)電，相應(yīng)地，新能源發(fā)電裝置30分別為風(fēng)力發(fā)電機組、光伏發(fā)電裝置。新能源發(fā)電裝置30可以包括多個新能源發(fā)電裝置，也可以為一個或兩個新能源發(fā)電裝置。并且新能源發(fā)電裝置30可以既包括風(fēng)力發(fā)電機，又包括光伏發(fā)電裝置。

柴油發(fā)電機組40，用于以柴油作為燃燒物產(chǎn)生交流電。柴油發(fā)電機組40可以包括多個柴油發(fā)電機，也可以為一個或兩個柴油發(fā)電機。

切換裝置50包括由至少三個并聯(lián)的可控開關(guān)組成的第一可控開關(guān)組件51。第一可控開關(guān)組件51包括至少三個并聯(lián)的可控開關(guān)，本實施例中可控開關(guān)為三個，且第一可控開關(guān)組件51的一側(cè)分別與燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40連接，另一側(cè)與負載連接，用于控制負載分別與燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40之間的供電回路導(dǎo)通或斷開。

本申請中的負載可以為油田的任意負載，例如照明裝置、抽油機組等。

上述用于油田的供電系統(tǒng)中，負載的電能來源除了柴油發(fā)電機組外，還設(shè)置了新能源發(fā)電裝置以及燃氣發(fā)電機組，從而使得在新能源發(fā)電條件較弱的情形下通過燃氣發(fā)電機組為負載供電，減少了柴油的使用；由于燃氣發(fā)電機組所采用的燃氣為油田采油時的伴生天然氣，無需額外購買天然氣，降低了采油成本；此外，采用天然氣作為燃料發(fā)電對環(huán)境無污染。

作為本實施例的一種可選實施方式，如圖2所示，該系統(tǒng)還包括第一參數(shù)檢測裝置60、第二參數(shù)檢測裝置70、第三參數(shù)檢測裝置80和第四參數(shù)獲取裝置90。

第一參數(shù)檢測裝置60，與燃氣發(fā)電機組連接，用于檢測燃氣發(fā)電機組20的電能參數(shù)，可以為設(shè)置在燃氣發(fā)電機組上。

第二參數(shù)檢測裝置70，與新能源發(fā)電裝置連接，用于檢測新能源發(fā)電裝置30的電能參數(shù)，可以設(shè)置在新能源發(fā)電裝置上。

第三參數(shù)檢測裝置80，與柴油發(fā)電機組連接，用于檢測柴油發(fā)電機組40的電能參數(shù)，可以設(shè)置在柴油發(fā)電機組上。

第一參數(shù)檢測裝置60、第二參數(shù)檢測裝置70和第三參數(shù)檢測裝置80可以采用現(xiàn)有任意一種電能參數(shù)檢測裝置，本申請在此不做限定。

第四參數(shù)獲取裝置90，與負載連接，用于獲取負載所需功率，其獲取方式可以為接收用戶通過按鍵、旋鈕、觸控顯示屏等所設(shè)置的負載所需功率，也可以接收其他單元或模塊所發(fā)送的負載所需功率。

切換裝置50還包括切換控制器52。該切換控制器52分別與第一參數(shù)檢測裝置60、第二參數(shù)檢測裝置70、第三參數(shù)檢測裝置80、第四參數(shù)獲取裝置90連接，用于根據(jù)燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40的電能參數(shù)和負載所需功率產(chǎn)生第一控制指令，以控制第一可控開關(guān)組件51的導(dǎo)通或斷開。

例如，具體可以根據(jù)負載所需功率與各個發(fā)電裝置的輸出功率的數(shù)量關(guān)系，如是否其中一個發(fā)電裝置的輸出功率既已大于負載所需功率，或者是否其中兩個或多個發(fā)電裝置的輸出功率之和既已大于負載所需功率，產(chǎn)生第一控制指令。第一控制指令由切換控制器52產(chǎn)生，該切換控制器52可以采用邏輯電路來實現(xiàn)，也可以采用單片機等嵌入式芯片來實現(xiàn)。切換控制器52的輸出端與第一可控開關(guān)組件51連接，控制第一可控開關(guān)51中相應(yīng)的可控開關(guān)導(dǎo)通或閉合。

進一步地，如圖2所示，第一可控開關(guān)組件51的輸出端為多個。切換裝置50還包括功率分配裝置53，所述功率分配裝置的一端與第一可控開關(guān)組件連接且功率分配裝置的另一端連接負載，用于根據(jù)負載所需功率分配各個發(fā)電裝置的輸出功率。該發(fā)電裝置是與負載連接的發(fā)電裝置，包括上述燃氣發(fā)電機組、新能源發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機組中的一者或多者。功率分配裝置53的一側(cè)與第一可控開關(guān)組件51的各個輸出端分別連接，另一側(cè)與負載連接。

該切換裝置還包括功分計算單元54和功分控制單元55。

功分計算單元54分別與第一參數(shù)檢測裝置60、第二參數(shù)檢測裝置70、第三參數(shù)檢測裝置80、第四參數(shù)獲取裝置90連接。該功分計算單元54用于根據(jù)各個負載所需功率以及燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40的電能參數(shù)計算為各個發(fā)電裝置所分配的功率。

功分控制單元55的一端與功分計算單元54連接，另一端與功率分配裝置53連接，用于控制功率分配裝置53根據(jù)各個發(fā)電裝置的計算所得功率分配各個發(fā)電裝置的輸出功率。

作為本實施例的一種可選實施方式，如圖2所示，新能源發(fā)電裝置30包括輸出第一電流的風(fēng)力發(fā)電機組31、輸出第二電流的光伏發(fā)電裝置32、風(fēng)光控制器33和逆變器34。

風(fēng)光控制器33的輸入端分別與風(fēng)力發(fā)電機組31、光伏發(fā)電裝置32連接，用于聚集第一電流和第二電流并輸出平穩(wěn)的直流電。

逆變器34的直流側(cè)與風(fēng)光控制器33連接，用于將風(fēng)光控制器所輸出的直流電逆變成交流電，交流側(cè)與第一可控開關(guān)組件51連接。

作為本實施例的一種可選實施方式，如圖2所示，該系統(tǒng)還包括監(jiān)控裝置100，與第一參數(shù)檢測裝置60、第二參數(shù)檢測裝置70、第三參數(shù)檢測裝置80中的至少一者通信連接，用于獲取并顯示相應(yīng)設(shè)備的電能參數(shù)。

可選地，監(jiān)控裝置100還與切換控制器52通信連接，用于產(chǎn)生第二控制指令，該第二控制指令用于使切換控制器52控制第一可控開關(guān)組件51。

可選地，監(jiān)控裝置100還與功分控制單元55通信連接，用于向功分控制單元55發(fā)送用戶設(shè)置的各個發(fā)電裝置的功率，以使用戶可以自行設(shè)置各個發(fā)電裝置的功率，從而可以人為干預(yù)供電系統(tǒng)的控制過程。功分控制單元55將計算結(jié)果設(shè)置為用戶設(shè)置的各個發(fā)電裝置的功率。

上述通信連接可以通過rs485總線或can總線。

綜上，本發(fā)明使得在新能源發(fā)電條件較弱的情形下通過燃氣發(fā)電機組為負載供電，減少了柴油的使用；由于燃氣發(fā)電機組所采用的燃氣為油田采油時的伴生天然氣，無需額外購買天然氣，降低了采油成本；此外，采用天然氣作為燃料發(fā)電對環(huán)境無污染。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。