目前抽油机系统已大量采用变频器来控制三相异步电机实现原油开采,其性能优越,控制简单方便。然而也存在许多问题,如变频器控制异步电机时功率因数低,对电网谐波污染严重,在抽油机下冲程中这些问题更加突出。与此同时,在抽油机下冲程中,由于自身重力,会拖动电机进入发电状态,若这一部分电能不能得到合理利用或处理,会引起频繁浪涌冲击,对器件寿命造成不利影响,严重情况下会造成系统因过压而崩溃。反之,若能够将这部分电能合理利用,不但会减轻系统频繁的过压或过流应力,与此同时,会节约大量电能,降低原油开采成本。本文主要针对抽油系统电能利用率低的问题,基于共直流母线群组,从电网谐波和倒发电两个方面入手,探讨相关应对方法,以期解决一些实际问题。本文首先从抽油机系统负载特性入手,对其动力源,即电机作出了分析,并探讨了各类电机应用于抽油机系统的优缺点,在此基础上,重点分析了当前世界抽油系统中仍在大量使用的三相异步电机工作时的损耗特征。其次,阐述了抽油机群系统节能效果与群控半径之间的关系,并重点分析了系统损耗与谐波之间的关系,三相不控整流与有源功率因数校正(APFC)整流的优缺点。最后,结合系统特征,提出了采用粒子群算法对系统能耗特征进行分析的方法,并在此基础上,采用整数规划(ILP)方法对系统联合调度优化问题进行模型构建。在理论分析基础上,本文在MATLAB/Simulink环境下对系统各个模块进行模型的搭建和仿真。搭建了三相不控整流和VIENNA整流器模型,通过对比,证明后者可以明显提高功率因数,减少了系统对电网的谐波污染,并能有效减少线损和变压器容量,提高系统效率。分别搭建了未采用联合调度控制策略和采用联合调度控制策略的仿真模型,通过对比和实验数据分析,证明了联合调度控制策略的有效性。搭建了相关模块的软硬件实验平台,实验数据波形表明了相关策略的正确性和有效性。