一种储能电动修井机电控系统的制作方法

本发明涉及修井机电控系统，具体为一种储能电动修井机电控系统。

背景技术：

1、储能电动修井机是一种采用先进电气驱动技术，结合储能系统进行能量管理的修井设备。这种修井机的设计旨在提高作业效率，降低能耗，减少环境影响。其核心部件之一是电控系统，该系统负责驱动和控制整个修井机的操作，包括但不限于起升、下降、旋转等动作。储能电动修井机的电控系统主要由以下几部分组成：主控制单元(mcu)：作为系统的大脑，负责处理各种信号，实现对修井机各部件的精确控制。变频驱动器：用于控制电机的速度，实现平稳启动和停止，以及精确调速。储能单元：通常采用电池或超级电容器，用于存储和释放能量，提高能源使用效率。人机界面(hmi)：提供操作员与修井机电控系统之间的交互界面，使操作员能够监控和控制设备状态。传感器和执行器：包括各种传感器(如位置传感器、速度传感器等)和执行器，用于实时监测设备状态并执行相应动作。

2、储能电动修井机电控系统虽然具有许多优点，但在实际应用中也面临一些挑战和问题：储能单元的管理和优化是一个挑战，需要确保能量在需要时可用，同时避免过度充电或放电，高性能的电控系统和储能单元的成本较高，这直接影响了修井机的总体成本和市场竞争力。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种储能电动修井机电控系统，解决了储能单元的管理和优化是一个挑战，高性能的电控系统和储能单元的成本较高。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种储能电动修井机电控系统，包括：

5、智能储能管理与优化模块、电机驱动控制模块、系统监控与故障诊断模块、能量回收与再利用模块、用户界面和通信模块、成本效益分析模块，所述智能储能管理与优化模块包括多传感器系统、微处理器单元、通信接口，并采用算法实现能量分配和充放电周期的优化，所述多传感器系统实时监控储能单元的电压、电流和温度，提供准确的状态数据，所述通信接口支持多种通信协议，所述通信接口包括wi-fi、蓝牙和lte，实现与中央控制系统的数据交换；

6、所述电机驱动控制模块采用pid控制逻辑和速度闭环反馈，确保电机输出与需求之间的一致性，所述系统监控与故障诊断模块利用机器学习和模式识别技术进行故障诊断和预测，所述能量回收与再利用模块采用高效的能量转换技术和逆变器设计，最大化能量回收效率，所述智能储能管理与优化模块算法模型采用混合整数线性规划模型，并结合时间序列预测和强化学习来优化能量分配和充放电周期，所述强化学习包括能量分配优化与充放电策略优化，所述时间序列预测的模型为：

7、et＝lstm(dt-1，dt-2，...，dt-n)

8、其中et为预测的能量需求，dt-1，dt-2,...,dt-n为历史能量需求数据；

9、所述能量分配优化公式为：

10、min∑(ct·et)

11、其中约束条件包括储能单元的充放电速率和容量限制，其中ct为时间段t的电力成本，et为分配的能量。

12、优选的，所述用户界面和通信模块提供多语言界面和用户友好的交互设计，所述成本效益分析模块使用经济模型和成本分析工具，实时分析运行成本与能效之间的关系。

13、优选的，所述成本效益分析模块包括自适应调整算法，用于根据历史数据自动优化时间序列预测模型参数，提高能量需求预测的准确性。

14、优选的，所述故障诊断技术包括振动分析、声发射检测和电气参数分析，以全面诊断系统健康状况。

15、优选的，所述充放电策略优化通过强化学习确定最优充放电策略，以最小化长期运营成本，算法迭代更新q值以寻找最优策略，所述充放电策略优化算法包括奖励机制，奖励策略旨在降低能量消耗和成本。

16、优选的，所述微处理器单元具备高速计算能力，用于执行算法模型和处理传感器数据，所述时间序列预测模型具备自适应调整能力，能够根据历史数据自动优化参数，以提高能量需求预测的准确性。

17、优选的，所述成本效益分析模块使用数据挖掘技术，以发现能量使用中的模式和趋势，进而优化能量管理策略。

18、优选的，所述成本效益分析模块包括远程监控和管理功能，使操作人员能够远程访问系统状态和控制系统运行。

19、(三)有益效果

20、本发明提供了一种储能电动修井机电控系统。具备以下有益效果：

21、该储能电动修井机电控系统，通过智能储能管理与优化模块，结合多传感器系统和先进的算法模型，如混合整数线性规划、时间序列预测和强化学习，本系统能够实时监控并优化储能单元的性能，这不仅提高了能量使用的效率，而且延长了储能单元的寿命，降低了长期运营成本，电机驱动控制模块采用pid控制逻辑和速度闭环反馈，确保电机输出与修井需求之间的精准一致性，这增加了修井作业的精确性和可靠性，减少了能量浪费，系统监控与故障诊断模块利用机器学习和模式识别技术，能够实时识别和预测潜在的系统故障，从而提前采取预防措施，减少意外停机时间，保障修井作业的连续性，能量回收与再利用模块通过高效的能量转换技术和逆变器设计，使系统能够回收并再利用作业过程中产生的废弃能量，这不仅提升了整体能效，也进一步降低了能源成本，用户界面和通信模块提供了多语言界面和用户友好的交互设计，使得操作人员能够轻松监控系统状态、调整优化策略，并进行远程监控和管理，成本效益分析模块采用经济模型和成本分析工具，实时分析运行成本与能效之间的关系，并提供成本节省的最优策略，这个模块的自适应调整算法进一步提高了预测的准确性和系统的经济性，本系统的设计考虑到了自适应调整能力和模块化结构，使得系统能够根据历史数据自动优化参数，并易于维护、升级或扩展，以适应不同的作业需求和条件，系统采用了多级安全措施，包括数据加密和访问控制，以保护系统数据和防止未授权访问，确保操作的安全性和可靠性，

技术特征：

1.一种储能电动修井机电控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述用户界面和通信模块提供多语言界面和用户友好的交互设计，所述成本效益分析模块使用经济模型和成本分析工具，实时分析运行成本与能效之间的关系。

3.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述成本效益分析模块包括自适应调整算法，用于根据历史数据自动优化时间序列预测模型参数，提高能量需求预测的准确性。

4.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述故障诊断技术包括振动分析、声发射检测和电气参数分析，以全面诊断系统健康状况。

5.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述充放电策略优化通过强化学习确定最优充放电策略，以最小化长期运营成本，算法迭代更新q值以寻找最优策略，所述充放电策略优化算法包括奖励机制，奖励策略旨在降低能量消耗和成本。

6.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述微处理器单元具备高速计算能力，用于执行算法模型和处理传感器数据，所述时间序列预测模型具备自适应调整能力，能够根据历史数据自动优化参数，以提高能量需求预测的准确性。

7.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述成本效益分析模块使用数据挖掘技术，以发现能量使用中的模式和趋势，进而优化能量管理策略。

8.根据权利要求1所述的一种储能电动修井机电控系统，其特征在于：所述成本效益分析模块包括远程监控和管理功能，使操作人员能够远程访问系统状态和控制系统运行。

技术总结本发明提供一种储能电动修井机电控系统。该储能电动修井机电控系统，包括，智能储能管理与优化模块、电机驱动控制模块、系统监控与故障诊断模块、能量回收与再利用模块、用户界面和通信模块、成本效益分析模块，所述智能储能管理与优化模块包括多传感器系统，微处理器单元、通信接口，并采用算法实现能量分配和充放电周期的优化，所述多传感器系统实时监控储能单元的电压。该储能电动修井机电控系统，该储能电动修井机电控系统，通过智能储能管理与优化模块，结合多传感器系统和先进的算法模型，如混合整数线性规划、时间序列预测和强化学习，本系统能够实时监控并优化储能单元的性能，这不仅提高了能量使用的效率。技术研发人员：赵辉,黄鸿彦,梁晓东,张廷威,李想,孙良义,黄占博,杨波,王天坤,余牧樵,逵炳源,魏修闯受保护的技术使用者：南阳二机石油装备集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26