刘沛津，张福尧，王郑凯

（西安建筑科技大学，陕西 西安 710055）

石油石化产业是国民经济发展的支柱性产业，在创造巨大利润的同时，也带来了巨大的能耗。油田注采系统能耗高、生产效率低的问题尤为突出，降低原油开采能耗已经成为石油开采技术、装备研发与制造领域的挑战性课题。课题组前期研发了可实现能量互馈节能的IGBT 四象限PWM 整流装置，使直流母线上的倒发电被其他电机重复利用，但在现场运行中存在以下三点问题：（1）启动瞬间偶尔存在直流侧电压过高现象；（2）油梁平衡度降低时，上下冲程电机周期性负荷峰谷差增大，整流装置载荷波动加剧，导致其直流侧电压波动偶尔会超出允许范围；（3）上冲程与下冲程转换瞬间电压波动较大。为解决以上问题，首先，需要明确直流侧电压随着载荷波动的变化规律，即需要详细并深入地分析油井载荷波动时，现场经典控制方式下，整流装置的负载鲁棒性。而通过建立实际系统模型并利用所建立的模型对系统进行实验研究的手段，可以有效降低现场设备试验风险与成本，是保证现场安全生产，为现场生产调度调控提供借鉴的重要途经。

基于此，本文建立四象限整流装置控制模型，模拟不同油井工况的变化特性，分析载荷变化时整流装置直流侧电压的变化规律，及载荷的变化范围，为现场生产运行及后续整流装置的改进与优化提供依据。

1 群控整流装置数学模型

整流装置的主电路拓扑结构如图1 所示。……