一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略

专利2026-03-08  5


本发明属于储充,具体地讲,涉及一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略。


背景技术:

1、油气钻探作业“电代油”供能模式为解决传统供能方式油耗高、碳排放量多等问题而提出,取得了显著的效果。然而,由于电网架设容量依据油气钻探作业峰值功率确定,存在电网容量利用率低、电网基础建设成本高等问题。近年来,电化学储能电池被提出用于和电网向油气钻探作业耗能设备混合供能,基于储能电池“削峰填谷”机制,降低油气钻探作业负荷波动对电网造成的冲击,保障作业安全。储能电池充放电调度与油气钻探作业负荷波动密切相关,合理的储能电池充放电调度策略既可以极大限度的降低电网容量、保障作业安全,同时可以避免储能电池频繁充放电,延长储能电池使用寿命。然而,油气钻探作业负荷呈现非规律波动特征,突变负荷是可能造成电网冲击的主要原因。因此,亟需一种新的面向油气钻探作业储能电池充放电策略,有效结合油气钻探作业负荷波动特征,合理调度储能电池充放电,保障电网降容情况下的安全供能。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略,解决上述问题和技术需求,本发明的技术方案如下:

2、一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略;

3、所述调度策略依托一套现场已有的多能互补综合能量管理系统硬件来实施调度;

4、所述调度策略根据油气钻探作业耗能设备总功率及功率变化速率调整储能电池充放电状态和充放电功率;

5、所述调度策略包括如下步骤:

6、步骤1,获取油气钻探作业耗能设备电压、电流数据,计算总用电功率p总(t);

7、步骤2,计算负荷波动引起的总用电功率变化速率α;

8、所述变化速率α的计算表达式为

9、

10、其中,t0为能量管理系统数据采集间隔时长。

11、步骤3,判断储能电池是否放电以及放电功率,包括:

12、步骤3.1,若储能电池在t-t0时刻未放电,则当p总(t)≥min[(p网-η*t0*α),p界],储能电池进行放电,放电功率p放=max[(p总(t)-p界+ε),α],否则储能电池仍不放电;

13、步骤3.2,若储能电池在t-t0时刻处于放电状态,则当α<ε且p总(t)<p界-ε,储能电池由放电状态转为停止放电,否则储能电池继续放电;

14、所述p界的计算表达式为

15、

16、其中,p网为电网架设容量;η为大于零的整数,由现场经验获得;ε由井型决定,取值范围为150kw-250kw;

17、步骤4,判断储能电池是否充电以及充电功率,包括:

18、若储能电池在t时刻无需放电,则当油气钻探作业处于停钻期间且soc≤85%,储能电池充电,充电功率p充(t)=p界-p总(t),否则储能电池无需充电;

19、其中,soc为储能电池剩余电量。

20、本发明的上述方案至少包括以下优点和有益效果:

21、(1)本调度策略充分考虑油气钻探作业功率突变特征,在设置储能电池放电对应临界负荷功率的同时,也根据功率突变速率动态调整储能电池放电条件,极大发挥储能电池“削峰填谷”优势,保障油气钻探作业用能安全;

22、(2)本调度策略适用于油气钻探作业的下钻、正常钻进、取芯钻进以及起钻的任何工况,且可用于任何井型、井深等钻井参数,具备普遍适应性;

23、(3)本调度策略充分考虑储能电池频繁放电对其使用寿命可能造成的影响。依据对功率变化速率的分析,评估负荷功率变化大小,确定储能电池充放电状态,减少不必要储能电池放电次数。



技术特征:

1.一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种用于油气钻探作业的储能电池充放电调度策略,属于储充技术领域,主要解决电网降容情况下的油气钻探作业安全供能问题。该调度策略依托一套多能互补综合能量管理系统,结合油气钻探作业耗能设备功率突变特征,合理控制储能电池充放电,实现电网和储能电池向油气钻探作业混合供能的综合管理,不仅降低电网基础建设成本、提高电网容量利用率,同时保障供能安全。

技术研发人员:廖文玲,王国荣,石宪峰,王运功,亢旗军,王波,钟林,王川,杨雁,罗茂媛,倪华峰,周小靖,张增年
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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