改进型HHT方法在钻机电网谐波检测中的应用

传统HHT方法在分析谐波时存在模态混叠现象,不能有效得出各次谐波分量,所以本文采用基于小波分解的HHT方法来解决上述问题。该方法根据小波分解进行频带滤波,然后再利用empirical mode decomposition(EMD)分解得到准确的intrinsic mode function(IMF),最后进行Hilbert变换得到各次谐波分量频率和瞬时幅值,解决了传统HHT方法存在的模态混叠问题。首次将改进的Hilbert-Huang Transform(HHT)方法用于石油钻机系统中,并在Matlab/Simulink平台上搭建了石油钻机电网谐波源模型,仿真谐波电流信号,并将改进型HHT方法与传统的HHT方法进行对比,比较结果验证了改进型HHT方法的先进性和有效性。

基于LADRC的APF在电动钻机电网中的研究

针对电动钻机电网中有源电力滤波器(APF)滤除谐波时响应速度慢以及电流实时跟踪性差的问题,将自抗扰控制技术用于有源电力滤波器的电流跟踪控制。根据电动钻机电网结构建立了一种三相四线制并联型APF的数学模型,并依据其状态空间模型设计用于APF电流跟踪控制的一阶线性自抗扰控制器。自抗扰控制方法将系统内部模型的不确定性与系统外部扰动统一视为系统的未知干扰,通过线性扩张状态观测器来估计,然后利用线性状态误差反馈控制律进行补偿,以保证补偿电流能实时跟踪指令信号的变化。与PID控制进行仿真结果对比表明,使用线性自抗扰控制能有效提高APF的电流跟踪性能和谐波补偿性能,验证了该控制策略的有效性和优越性。

石油电动SCR／VFD钻机电网运行研究

以常规配置的7 000 m电动钻机为例,钻探过程中实际工况的几个典型工作点,详细计算了直流和变频钻机变速部分的绞车在不同转速时,在额定负载、过负载以及泥浆泵在额定、常用泵压下的电网里所产生的基波以及各次谐波电流和功率因数的大小;以辅助钻井设备在最大功率时,计算了两种钻机在不同工况下总电网的有功功率、容量、无功功率、功率因数、谐波电压以及电压畸变率,说明了谐波和功率因数对配套网电和常规钻机电网时的影响。