本發(fā)明涉及一種用于油田的供電系統，屬于微電網技術的領域。

背景技術：

我國是一個采油大國，然而一些人口稀少較偏僻的地區(qū)，由于當地的基礎設施較缺乏或成本高昂不易鋪設市電，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)電與風力、光伏等新能源發(fā)電相結合的方式。

然而，當新能源發(fā)電條件較弱，例如風力較小、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。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種用于油田的供電系統，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方案解決上述技術問題：

一種用于油田的供電系統，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生交流電；

新能源發(fā)電裝置，用于采用新能源產生電能；

柴油發(fā)電機組，用于以柴油作為燃燒物產生交流電；

切換裝置，包括由至少三個并聯的可控開關組成的第一可控開關組件；所述第一可控開關組件，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通或斷開。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，還包括：

第一參數檢測裝置，用于檢測燃氣發(fā)電機組的電能參數；

第二參數檢測裝置，用于檢測新能源發(fā)電裝置的電能參數；

第三參數檢測裝置，用于檢測柴油發(fā)電機組的電能參數；

第四參數獲取裝置，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)電機組的電能參數和負載所需功率產生第一控制指令，以控制第一可控開關組件的導通或斷開。

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

功率分配裝置，用于根據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)選技術方案，所述切換裝置還包括：

功分計算單元，用于根據檢測的燃氣發(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)選技術方案，所述新能源發(fā)電裝置包括風力發(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)選技術方案，所述新能源發(fā)電裝置包括：風力發(fā)電機組、光伏發(fā)電裝置、風光控制器和逆變器，所述風光控制器用于聚集風力發(fā)電機組和光伏發(fā)電裝置產生的直流電；所述逆變器，用于將風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，及發(fā)送用戶設置的各個發(fā)電裝置的功率，且用于產生第二控制指令以控制第一可控開關組件的導通或斷開。

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

本發(fā)明采用上述技術方案，能產生如下技術效果：

本發(fā)明實施例所提供的用于油田的供電系統中，負載的電能來源除了柴油發(fā)電機組外，還設置了新能源發(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的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明的實施方式進行描述。

圖1示出了根據本發(fā)明實施例的一種用于油田的供電系統的示意圖。該系統包括燃氣發(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，用于采用新能源產生電能。例如可以采用風力發(fā)電和或光伏發(fā)電，相應地，新能源發(fā)電裝置30分別為風力發(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的可控開關組成的第一可控開關組件51。第一可控開關組件51包括至少三個并聯的可控開關，本實施例中可控開關為三個，且第一可控開關組件51的一側分別與燃氣發(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中，負載的電能來源除了柴油發(fā)電機組外，還設置了新能源發(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，該系統還包括第一參數檢測裝置60、第二參數檢測裝置70、第三參數檢測裝置80和第四參數獲取裝置90。

第一參數檢測裝置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，可以為設置在燃氣發(fā)電機組上。

第二參數檢測裝置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，可以設置在新能源發(fā)電裝置上。

第三參數檢測裝置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，可以設置在柴油發(fā)電機組上。

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

第四參數獲取裝置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分別與第一參數檢測裝置60、第二參數檢測裝置70、第三參數檢測裝置80、第四參數獲取裝置90連接，用于根據燃氣發(fā)電機組20、新能源發(fā)電裝置30、柴油發(fā)電機組40的電能參數和負載所需功率產生第一控制指令，以控制第一可控開關組件51的導通或斷開。

例如，具體可以根據負載所需功率與各個發(fā)電裝置的輸出功率的數量關系，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，產生第一控制指令。第一控制指令由切換控制器52產生，該切換控制器52可以采用邏輯電路來實現，也可以采用單片機等嵌入式芯片來實現。切換控制器52的輸出端與第一可控開關組件51連接，控制第一可控開關51中相應的可控開關導通或閉合。

進一步地，如圖2所示，第一可控開關組件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組件連接且功率分配裝置的另一端連接負載，用于根據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的一側與第一可控開關組件51的各個輸出端分別連接，另一側與負載連接。

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分別與第一參數檢測裝置60、第二參數檢測裝置70、第三參數檢測裝置80、第四參數獲取裝置90連接。該功分計算單元54用于根據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力發(fā)電機組31、輸出第二電流的光伏發(fā)電裝置32、風光控制器33和逆變器34。

風光控制器33的輸入端分別與風力發(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的直流側與風光控制器33連接，用于將風光控制器所輸出的直流電逆變成交流電，交流側與第一可控開關組件51連接。

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

可選地，監(jiān)控裝置100還與切換控制器52通信連接，用于產生第二控制指令，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)送用戶設置的各個發(fā)電裝置的功率，以使用戶可以自行設置各個發(fā)電裝置的功率，從而可以人為干預供電系統的控制過程。功分控制單元55將計算結果設置為用戶設置的各個發(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，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。