移動(dòng)電站綜合控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著石油鉆機(jī)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，特別是9000米鉆機(jī)和12000米鉆機(jī)的投入使用，對(duì)石油鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。移動(dòng)電站作為石油鉆機(jī)工業(yè)中的動(dòng)力源，其綜合控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為一個(gè)重要的應(yīng)用研究方向。 柴油發(fā)電機(jī)組是構(gòu)成移動(dòng)電站的主要組成部分。由于單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的容量難以滿足整個(gè)石油鉆機(jī)工業(yè)的動(dòng)力要求，并且考慮到動(dòng)力系統(tǒng)需要冗余設(shè)計(jì)以及對(duì)機(jī)組體積、重量和備件等客觀因素的要求，因而需要根據(jù)實(shí)際負(fù)荷適時(shí)對(duì)幾臺(tái)同規(guī)

2、格、小容量的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)并網(wǎng)或解列運(yùn)行。并網(wǎng)運(yùn)行后各臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組之間的有功功率和無(wú)功功率的均衡分配成為了不可忽視的問(wèn)題。對(duì)此，論文從柴油發(fā)電機(jī)組的功率控制原理出發(fā)，結(jié)合多輸入多輸出模糊控制算法，得出功率均衡模糊控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行柴油發(fā)電機(jī)組間的恒頻和有功功率均衡控制，以及恒壓和無(wú)功功率均衡控制。 功率均衡控制是移動(dòng)電站綜合控制系統(tǒng)的核心。功率均衡控制系統(tǒng)建立在單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)壓系統(tǒng)基礎(chǔ)

3、上，通過(guò)功率均衡模糊控制器實(shí)現(xiàn)功率控制環(huán)節(jié)。將各臺(tái)機(jī)組輸出電功率實(shí)測(cè)值之間的差值作為模糊控制器的輸入，對(duì)模糊控制規(guī)則進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)模糊推理和解模糊得到的輸出量作為控制偏差調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的給定值。由于模糊控制器的輸入是各并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間的功率差，因而功率均衡控制是并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組之間的協(xié)調(diào)控制。 功率均衡模糊控制器是通過(guò)基于集成自動(dòng)化系統(tǒng)(PLC+IPC)的軟件模糊推理法得以實(shí)現(xiàn)的。將MATLAB中開(kāi)發(fā)的模糊控制算法改寫成一個(gè)C函數(shù)，

4、并將其封裝在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中，通過(guò)WinCC調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，將模糊控制的輸出通過(guò)MPI多點(diǎn)傳輸協(xié)議傳遞給SIEMENS S7-300 PLC，以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)功率均衡的在線模糊控制。 移動(dòng)電站綜合控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到中原石油鉆機(jī)70D電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，成功實(shí)現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)準(zhǔn)同步并網(wǎng)、解列、功率均衡分配以及對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)等功能。通過(guò)對(duì)石油鉆機(jī)鉆井過(guò)程中幾種典型工況的試驗(yàn)分析，表明了移動(dòng)電站綜合控制系統(tǒng)達(dá)到了