【摘 要】
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随着人类对石油、矿产等资源需求不断扩大,钻采技术的日趋复杂,传统机械钻机已经不能满足发展的需求。随着电子技术的发展,电驱动钻机由于其性能优越、经济性高、可靠性强、故障率低、操作更方便灵活等优势逐渐成为如今油、气田钻采平台的重要设备。由于目前油、气田钻采现场大多处于偏远的、远离电网的区域,保障钻井现场的电力供应、电动钻机的正常运行,则需要一台甚至多台柴油发电机并联运行来提供。因此,确保电力供应的稳定
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随着人类对石油、矿产等资源需求不断扩大,钻采技术的日趋复杂,传统机械钻机已经不能满足发展的需求。随着电子技术的发展,电驱动钻机由于其性能优越、经济性高、可靠性强、故障率低、操作更方便灵活等优势逐渐成为如今油、气田钻采平台的重要设备。由于目前油、气田钻采现场大多处于偏远的、远离电网的区域,保障钻井现场的电力供应、电动钻机的正常运行,则需要一台甚至多台柴油发电机并联运行来提供。因此,确保电力供应的稳定直接影响到电动钻机的效率。针对电动钻机的动力系统柴油发电机组在并联运行的时候,因供油干扰往往出现功率的周期性振荡,同时伴随着转速振荡、电压和频率的不稳定现象,即所谓的交互振荡问题。在大多场合,根据试验表明,交互振荡会造成柴油发电机组输出电能质量下降从而影响电动钻机的工作状态,严重时可能会造成卡钻、停工等事故。柴油机存在着干扰力矩是产生交互振荡的主要原因,而导致干扰力矩的发生可以归结为柴油机供油的周期性变化即供油干扰。根据试验表明,单机组发生供油干扰时,对角速度和电磁功率的输出影响不大,所以本文将采用两台柴油发电机组并联运行,采用自动准同步并车法,然后加入供油干扰,发现两台机组都发生电流和角速度的振荡,输出的电磁功率也在周期性振荡,这样会对钻机的正常运行造成不利的影响。目前,柴油发电机组的控制系统大都采用传统的PID控制技术,不能有效地克服供油干扰引起的功率振荡,因此采用模糊PID控制算法替代常规PID控制。利用MATLAB软件建立目前应用在电动钻机动力系统中常见的卡特彼勒3516B柴油发电机组的数学模型;分别验证模糊PID和常规PID对柴油发电机组发生负载变化的控制效果,并模拟实际存在于柴油发电机组功率交互振荡,通过仿真,证实当带有模糊PID控制并联机组发生交互振荡时,机组发生的电流和角速度的振荡明显小于传统PID机组,验证了模糊PID的可行性。
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