煤层气开采用游梁式抽水机静止无功发生器设计

针对应用于煤层气开采领域的游梁式抽水机配电网功率因数偏低且谐波含量较大导致的供电质量问题,进行了三电平静止无功补偿技术的研究。在分析了配电网无功、谐波产生原因的基础上,设计了基于二极管箝位型三电平逆变器的静止无功发生器拓扑结构和电压电流双闭环控制策略,简化了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,同时搭建了试验样机并应用于山西晋煤集团蓝焰煤层气公司生产现场。实践结果表明,电网平均功率因素提高到0.99,所设计的三电平静止无功发生器可有效提高游梁式抽水机配电网功率因数,同时有效降低配电网电流谐波含量,从而提高了配电网的供电质量。

应用于矿用游梁式气井抽水机的传统变频器整流级改造

传统矿用游梁式气井抽水机的变频器采用二极管不控整流器,存在功率因数低、能量单向流动以及需要额外耗能电阻等问题。对传统变频器整流级进行改造,采用全控两电平整流桥来替代原有的二极管不控整流器,改造后,不仅能够实现能量的双向流动,有效地节约电能,还能够控制功率因数。此外,游梁式气井抽水机工作时会产生较大的负载扰动和电网波动,可能导致直流母线电压的波动较大,基于此,提出一种基于能量守恒原则的功率前馈控制方法。该方法通过在电流环给定增加与负载电流及电网电压有关的前馈补偿,以减小直流母线电压的波动,从而提高整个变频器系统的抗扰动性能和稳定性。最后,对此方法进行了仿真和实验验证。