煤层气井排采直流微电网供电系统：多能互补与群控方案

"文章探讨了一种基于多能互补直流微电网的煤层气井排采群控系统设计方案，旨在解决煤层气排采设备供电存在的问题，如供电成本高、线路损耗大、谐波污染等。该系统采用直流母线结构，能够实现多电源互补和抽油机倒发电能量的互馈共享，提高供电效率和可靠性。通过MATLAB仿真和实验验证了该方案的有效性。" 在当前的煤炭技术领域，微电网作为新型的供电结构，被广泛关注。它结合了各种微型电源、负荷和控制环节，如微型内燃机、燃气轮机、风力发电、光伏发电和储能装置。本文聚焦于直流微电网在煤层气井排采供电中的应用，尤其关注如何通过公共直流母线实现不同电源的融合和协同控制。这种设计可以轻松接入直流微电源，如光伏阵列和超级电容器，同时简化系统连接，增强线路传输能力，提升供电可靠性和效率，减少损耗。 煤层气井的排采设备主要包括有杆类和无杆类，游梁式抽油机与柱塞泵组合是目前最常用的。这些设备对电力需求大，且需要灵活调节排采速度。传统的变频调速控制虽然有优势，但在实际应用中，由于地理分布、供电方式、谐波污染等问题，存在供电成本高、效率低下的困扰。例如，山区的煤层气井供电距离长，导致线路损耗严重，供电电压不稳；单相10kV/380V电网供电线损问题仍然突出；交流侧谐波污染影响电网质量，功率因数低；抽油机不平衡馈能处理能耗大，可能对电网造成冲击；以及供电设备冗余容量大，运行成本高等问题。 为解决上述问题，文章提出的多能互补直流微电网供电方案，旨在实现多电源间的互补，利用抽油机倒发电的能量进行互馈共享和循环利用。通过MATLAB仿真和实验，证实了该系统能有效改善供电状况，满足煤层气排采的特殊需求，提高了能源利用效率和供电稳定性。这项工作对于优化煤层气井的排采过程，实现增产节能具有重要的实践意义。