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行业深度科普丨云天数能PCS、DCDC模块应用于修井机储能系统
修井机作为油田核心设备，目前仍主要依赖柴油机驱动。然而，这种动力方式存在能耗高、污染大、噪音大的问题，与“双碳”目标相悖。因此，修井机的电动化更新升级已成为未来动能转换的主要趋势。
普通网电修井机是电动化更新的初步尝试。以70t网电修井机为例，其电机总配套功率为240kW，而井口变压器一般为50kVA或75kVA，无法满足功率要求，需要再配置一个200kVA的变压器。这不仅增加了成本，还带来了安全风险，严重制约了网电修井机的推广应用。
为解决这一问题，客户在原有网电修井机基础上增加电池储能装置，进行扩容和功率补偿。通过合理利用网电与电储能装置的互补性，实现了独立供电、网电供电、联合供电等多种工作模式。这不仅提高了供电可靠性，还有效降低了能耗和污染，符合“双碳”目标的要求。
修井机在进行修井作业时，必须对每根油管进行连接或卸载，每个连接或卸载油管的过程形成一个修井作业循环周期。这种作业方式明显地呈现出间歇式循环的特点。修井机的工况主要分为四个部分：起升、卸扣、排管和下放，各工况功率需求曲线如下图所示：
利用电池功率补偿系统为修井机补偿动力，电储能修井机采用直流母线电压控制技术，与井口变压器并联使用。网电与电池组并联形成的能量完全可满足修井作业的动力需求，且该修井机的作业效率优于传统修井机。
在起升作业时，由于需要大功率提升，网电的PCS模块与电池组的DCDC模块会同时为变频电机供电，确保电机得到足够的动力，满足大功率提升的需求。
卸扣作业时，所需的供电量相对较小。此时，网电的PCS模块会独立为电机供电，同时将网电中多余的电能自动通过DCDC模块为电池组充电。这种智能的电能管理方式确保了电能的充分利用。
在下放作业时，所需的供电量同样较小。此时，利用网电中多余的电能，通过PCS模块和DCDC模块为电池组充电。此外，下放时产生的势能使电机转变为发电机，这部分势能也可以通过DCDC模块转化为电池组的电能。
本项目储能系统容量为60kW/194.5kWh，并配套1台60kW的PCS模块和4台60kW DCDC模块，云天数能研发的PCS、DCDC模块具备快速响应、过载能力强、强电网适应性等特点，与匹配高放电倍率电池，最大可实现储能系统2C的放电倍率。修井机绞车电机具有启动电流大、冲击强等特点，PCS、DCDC模块的强过载能力使该储能系统完美匹配现场的应用。
