[发明专利]带直流微网与势能回收的钻/修井机储能电控系统

权利要求书

1.一种带直流微网与势能回收的钻/修井机储能电控系统，其特征在于，其应用于石油钻/修井机，包括：

多个SCR整流器，每一SCR整流器包括：交流进线电源、第一主控制器、触发放大电路、第一采样电路、第一监控单元、以及功率单元组件，第一采样电路连接于功率单元组件的直流输出端与第一主控制器之间，并将从直流输出端采集的电压和电流信号经A/D转换反馈给第一主控制器，第一监控单元分别连接交流进线电源和DP总线，将交流进线电源信息传输到DP总线上，第一主控制器依次连接触发放大电路、功率单元组件，功率单元组件的输入端与交流进线电源连接、其输出端与公共直流母线连接，其中，多个SCR整流器的交流进线电源为不同种类的电源，该些不同种类的电源在直流侧并网，并且优先输出市电电网；

双向DC/DC模块，其包括：第二主控制器、上位机、第二采样电路、以及第二IGBT功率单元组件，第二采样电路与第二IGBT功率单元组件连接，第二主控制器分别与第二采样电路、第二IGBT功率单元组件、上位机、DP总线连接，第二IBGT功率单元组件的高压侧与公共直流母线连接，双向DC/DC模块对储能电容快速大功率充放电；

储能电容，其包括：超级电容模组、CMS模块，超级电容模组与双向DC/DC模块的第二IGBT功率单元组件的低压侧连接，CMS模块的采样回路与超级电容模组连接，CMS模块还和DP总线连接；

VFD逆变单元，其包括第三主控制器、第三采样电路、第三IGBT功率单元组件、制动单元、速度编码器、以及绞车电机，第三主控制器分别与第三采样电路、第三IGBT功率单元组件、DP总线连接，第三采样电路与第三IGBT功率单元组件连接，制动单元分别与第三IGBT功率单元组件、公共直流母线连接，速度编码器分别与第三采样电路、绞车电机连接，第三IGBT功率单元组件的输出端与绞车电机连接；

能量回馈单元，其包括：第四主控制器、IGBT逆变模块组件、相序检测器、第四采样电路、配电负载、隔离变压器，第四主控制器分别与IGBT逆变模块组件、相序检测器、第四采样电路、DP总线连接，相序检测器与配电负载的供电电源连接，第四采样电路与配电负载连接，IGBT逆变模块组件的输入端与公共直流母线连接，IGBT逆变模块组件的输出端依次连接隔离变压器、配电负载，所述多个SCR整流器的交流进线电源电气联锁后与配电负载连接；以及

网络通讯设备，其包括：PLC模块、工控机、辅助控制模块，PLC模块分别与工控机、辅助控制模块、DP总线连接，辅助控制模块与绞车传感器连接，网络通讯设备自动识别和分配当前需要充电或放电的功率和能量大小。

2.根据权利要求1所述的电控系统,其特征在于，所述的SCR整流器还包括：输入滤波电抗器、输出滤波电抗器，该输入滤波电抗器连接于所述交流进线电源与功率单元组件之间，该输出滤波电抗器连接于所述功率单元组件输出端与公共直流母线之间。

3.根据权利要求1所述的电控系统,其特征在于，所述的能量回馈单元还包括：直流EMI滤波器、LCL滤波器、交流EMI滤波器，该直流EMI滤波器连接于所述IGBT逆变模块组件的输入端与公共直流母线之间，该LCL滤波器连接于所述IGBT逆变模块组件的输出端与隔离变压器之间，该交流EMI滤波器连接于所述隔离变压器与配电负载之间。

4.根据权利要求1所述的电控系统,其特征在于，所述的双向DC/DC模块的第二IGBT功率单元组件包括并联的两个IGBT功率单元组件，该两个IBGT功率单元组件的高压侧并联后与公共直流母线连接、低压侧并联后与储能电容的超级电容模组连接，该IGBT功率单元组件包括驱动电路、硬件保护电路。

5.根据权利要求1所述的电控系统,其特征在于，当绞车上提时，将储能电容中的能量通过双向DC/DC模块快速大功率补充到公共直流母线上；绞车下放时，通过采样电路自动计算识别重力势能，将负载势能转化成电能回馈到公共直流母线，回馈能量优先通过双向DC/DC模块快速大功率储存到储能电容，待储能电容饱和后通过能量回馈单元将剩余能量实时反馈给400V配电负载。

6.根据权利要求1所述的电控系统,其特征在于，所述的双向DC/DC模块采用同步触发和错相控制的方式。