由于井場(chǎng)電網(wǎng)的功率限制,在修井作業(yè)時(shí)電網(wǎng)無法滿足電動(dòng)修井機(jī)的高功率需求,若采用單一電源補(bǔ)償則存在諸如蓄電池比功率小,超級(jí)電容比能量小等問題。為此本文引入復(fù)合電源對(duì)電動(dòng)修井機(jī)進(jìn)行功率補(bǔ)償,設(shè)計(jì)了基于復(fù)合電源的動(dòng)力系統(tǒng)方案,并研究了適合修井作業(yè)工況的能量管理策略,合理控制系統(tǒng)的能量流向,從而使兩種電源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),解決單一電源無法同時(shí)滿足能量和功率需求的問題。本文通過分析修井作業(yè)特性,對(duì)比不同的復(fù)合電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定了雙DC/DC并聯(lián)的動(dòng)力系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)方案,以40噸級(jí)修井機(jī)動(dòng)力指標(biāo)為參考,結(jié)合電動(dòng)修井機(jī)能量及功率需求對(duì)復(fù)合電源系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了合理的選型、參數(shù)匹配與建模。根據(jù)電動(dòng)修井機(jī)工作模式,分別制定了復(fù)合電源邏輯門限控制策略、基于局部?jī)?yōu)化邏輯門限控制策略、模糊控制策略三種能量管理策略,并建立了以上三種能量管理策略模型。在SIMULINK平臺(tái)搭建了動(dòng)力系統(tǒng)整體模型,制定了修井作業(yè)仿真工況并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,三種策略下復(fù)合電源均能滿足補(bǔ)償需求、實(shí)現(xiàn)不同程度的能量功率流互補(bǔ),對(duì)比其余兩種策略,在模糊控制策略下蓄電池的最大充放電電流、能量流通量和SOC波動(dòng)幅度更低,說明該... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

修井作業(yè)流程

第二章電動(dòng)修井機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)11圖2-5常溫下鋰離子電池內(nèi)阻特性2.2.2超級(jí)電容特性分析超級(jí)電容器主要由電解液、電極、集流體和隔膜組成。充電時(shí)，兩個(gè)電極由于分別存儲(chǔ)正、負(fù)電荷而產(chǎn)生的電場(chǎng)令電解液中的正、負(fù)離子向兩電極移動(dòng)，在兩個(gè)電極的表面形成穩(wěn)定雙電層；放電時(shí)，兩電極上的電荷往外電路運(yùn)動(dòng)從而有電流產(chǎn)生[19]。其工作原理如圖2-6所示。（a）充電狀態(tài)（b）放電狀態(tài)圖2-6超級(jí)電容雙電層模型原理圖2.2.2.1超級(jí)電容充放電特性圖2-7與圖2-8分別為超級(jí)電容在室溫下的恒流充放電特性曲線。從圖中曲線可以看出，超級(jí)電容在進(jìn)行恒流充放電時(shí)其端電壓與充放電時(shí)間的關(guān)系為線性的，沒有出現(xiàn)類似于鋰離子電池充放電時(shí)的平臺(tái)期及充放電初期的端電壓階躍，其恒流電流越大充電越快，說明超級(jí)電容的大電流充放電能力很好且具有較高的效率。超級(jí)電容的這一特性非常適合用于需要進(jìn)行頻繁啟動(dòng)制動(dòng)絞車的修井作業(yè)，其能高效的滿足絞車瞬時(shí)大功率的需求。0204060801000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02SOC(%)R()充電放電

轉(zhuǎn)換裝置，所以其轉(zhuǎn)換效率對(duì)復(fù)合電源的功率傳遞效率具有舉足輕重的作用。因此在進(jìn)行復(fù)合電源系統(tǒng)研究時(shí)考慮其功率傳遞效率是必不可少的。DC/DC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換效率可定義為系統(tǒng)輸出功率與輸入功率之比：/100%outoutDCDCininIUIUη=×（2-1）式中，DC/DCη--DC/DC轉(zhuǎn)換器效率；outI--DC/DC輸出電流；outU--DC/DC輸出端電壓；inI--DC/DC輸入電流；inU--DC/DC輸入端電壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率會(huì)受到其輸入功率和輸出輸入端電壓比的影響。圖2-11是某DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率特性圖[39]。圖2-11DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率由圖可知，DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率整體隨著輸入功率的增大先升高后小幅度降低之后

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2917048