[发明专利]抽油机柔性控制方法及系统

说明书

本发明提供一种抽油机柔性控制方法及系统，该方法包括：在抽油机处于第一控制模式下，根据预设采集周期采集控制参数，控制参数包括抽油机示功图和电机的实时功率；根据所述控制参数获得控制增量，并将所述控制增量发送给变频器，以使所述变频器根据所述控制增量改变电机的功率。本发明实施例提供的抽油机柔性控制方法及系统，通过在抽油机处于第一控制模式下，根据预设采集周期采集控制参数，并根据控制参数获得控制增量，并将控制增量发送给变频器，以使所述变频器根据所述控制增量改变电机的功率，保证电机功率根据负荷变化进行实时的调节，使系统始终处于柔性运行的工作状态，达到抽油机冲次的自动调整，降低电机能耗、提高工作效率的目的。

技术领域

本发明涉及油田抽油机控制技术领域，尤其涉及一种抽油机柔性控制方法及系统。

背景技术

在采油生产过程中，抽油机的冲次需要根据油井与油层的产供需求进行合理的调整，以避免泵供液不足，甚至出现空抽的现象。所以，适时地对抽油机的冲次进行调整是必要的，不仅是保证油气正常生产的需要，也是提高电机负载率和系统效率的重要措施。

常规调整抽油机冲次的方法是更换不同直径的电机皮带轮、更换不同转速的电机或使用变频调速器。更换皮带轮或电机调整冲次的范围十分有限，更不能进行实时调节。使用常规变频器虽然能实现电机转速的调节，但模式单一，更无法实现电机转速随油井负载的实时调节。另外，常规变频器通过电阻消耗电机的“倒发电”能量，不仅造成了浪费，而且如果电阻配置不当，还会造成变频器泵升电压过高，甚至烧毁变频器。

因此，实现抽油机冲次按负载变化进行实时的调整，并且避免载荷冲击，使系统工作在柔性拖动的状态下，是抽油机调速的最佳模式。

实现抽油机的柔性控制，最重要的是对电机转速的实时控制。受负载波动的影响，在抽油机运行过程中电动机可能会出现电动与制动状态的频繁切换，当处于电动模式时，电机从电网获取能量，但当其处于制动状态时，电机会出现“倒发电”现象，此时“倒发电”的能量必须进行电阻消耗或回馈电网。

发明内容

本发明提供一种抽油机柔性控制方法，用于解决现有技术中电机能耗大和抽油机效率低下的问题。

第一方面，本发明提供一种抽油机柔性控制方法，包括：

在抽油机处于第一控制模式下，根据预设采集周期采集控制参数，所述控制参数包括抽油机示功图和电机的实时功率；

根据所述控制参数获得控制增量，并将所述控制增量发送给变频器，以使所述变频器根据所述控制增量改变电机的功率。

可选地，所述根据所述控制参数获得控制增量，包括：

根据所述抽油机示功图获得所述电机的所需输入功率；

根据所述所需输入功率和所述实时功率获得功率误差；

根据所述功率误差和预设控制算法获得所述控制增量。

可选地，所述预设控制算法包括：

Δu(k)＝Ae_k+Be_k-1+Ce_k-2，Δu(k)为控制增量，e_k为功率误差，k为采样序号，k＝1,2,3…，e_k-1，e_k-2为控制开始前的误差初始值；

K_P：PID环节比例系数，常量；T_I：PID环节积分时间，常量；T_D：PID环节微分时间，常量；T：系统采样周期。

可选地，所述第一控制模式为功率随动模式。