本發(fā)明涉及電動鉆機控制，尤其是涉及一種電動鉆機并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在石油勘探與開發(fā)作業(yè)中，電動鉆機作為關(guān)鍵設(shè)備，其能源供應方式的選擇與優(yōu)化對于提高鉆井效率、降低成本及保障作業(yè)安全具有重要意義。傳統(tǒng)上，電動鉆機多依賴自備的柴油發(fā)電機組作為動力源，但隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和環(huán)保要求的提升，直接從電網(wǎng)獲取電能成為電動鉆機能源供應的新趨勢。這一轉(zhuǎn)變不僅有助于減少碳排放，降低運營成本，還對提高鉆井作業(yè)的自動化和智能化水平提出了更高要求。然而，電動鉆機在作業(yè)過程中，由于鉆井深度、地質(zhì)條件及工藝需求的變化，其功率需求也隨之頻繁波動。這種功率變化若未經(jīng)優(yōu)化控制，可能會對電網(wǎng)造成不良影響，如引起電壓波動、頻率偏移甚至諧波污染，不僅影響電動鉆機的穩(wěn)定運行，還可能干擾電網(wǎng)中其他用戶的正常用電。因此，針對電動鉆機功率變化的優(yōu)化控制，成為確保電網(wǎng)穩(wěn)定、保障鉆井作業(yè)順利進行的關(guān)鍵技術(shù)之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)﹄妱鱼@機并網(wǎng)過程中的功率驅(qū)動進行優(yōu)化的控制方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明公開了一種電動鉆機并網(wǎng)控制方法，包括：

3、獲取電網(wǎng)線路的歷史負荷變化數(shù)據(jù)，并對電網(wǎng)線路的歷史負荷變化數(shù)據(jù)進行分析，構(gòu)建得到若干歷史負荷變化曲線，對若干歷史負荷變化曲線進行相似性歸類，得到若干歷史負荷變化曲線組，對歷史負荷變化曲線組中的歷史負荷變化曲線進行特征提煉，并形成標志負荷變化曲線；

4、獲取同等規(guī)格的電動鉆機的鉆井記錄，并對每一鉆井記錄進行分析，確定出若干驅(qū)動功率數(shù)據(jù)，并基于驅(qū)動功率數(shù)據(jù)，構(gòu)建參考深度功率對應曲線，所述深度功率對應曲線的橫軸為深度，豎軸為驅(qū)動功率，對若干參考深度功率對應曲線進行特征標簽配置；

5、獲取電動鉆機的實時驅(qū)動功率以及實時深度，并基于實時驅(qū)動功率以及實時深度，構(gòu)建得到實時深度功率對應曲線，并對實時深度功率對應曲線進行特征標簽確定，并利用特征標簽，若干對應的參考深度功率對應曲線，將參考深度功率對應曲線和實時深度功率對應曲線進行比對，確定出二者的第一等同指標，若第一等同指標大于等于預設(shè)值，則選定對應的參考深度功率對應曲線為修正功率用模板；

6、獲取電網(wǎng)線路的實時負荷變化數(shù)據(jù)，并基于實時負荷變化數(shù)據(jù)構(gòu)建得到實時負荷變化曲線，將實時負荷變化曲線和不同標志負荷變化曲線進行比對，基于比對結(jié)果，確定出第二等同指標，若第二等同指標大于等于預設(shè)值，則確定對應的標志負荷變化曲線為參考負荷變化曲線；

7、基于修正功率用模板，確定出未來預設(shè)時間段內(nèi)的功率變化，并基于參考負荷變化曲線，確定出未來預設(shè)時間段內(nèi)電網(wǎng)線路的負荷變化，基于電網(wǎng)線路在未來預設(shè)時間段內(nèi)的負荷變化，對功率變化的時間長度進行調(diào)整。

8、在本發(fā)明公開的一些實施例中，對若干歷史負荷變化曲線進行相似性歸類的方法包括：

9、按照等同時間相對的方式，將若干歷史負荷變化曲線進行對齊，并分析所有歷史負荷變化曲線在時間線上的高負荷區(qū)段和低負荷區(qū)段，其中，判斷高負荷區(qū)段的方式包括連續(xù)的預設(shè)時間段內(nèi)，負荷累加值大于等于預設(shè)值，判斷低負荷區(qū)段的方式包括連續(xù)的預設(shè)時間段內(nèi)，負荷累加值小于等于預設(shè)值；

10、基于每一歷史負荷變化曲線的高負荷區(qū)段和低負荷區(qū)段的分布相符性，對歷史負荷變化曲線進行第一次相似性歸類；

11、計算歷史負荷變化曲線中高負荷區(qū)段以及低負荷區(qū)段中的負荷平均值，并依據(jù)負荷平均值的相符性，對第一次相似性歸類的歷史負荷變化曲線進行第二次相似性歸類；

12、將經(jīng)歷過第二次相似性歸類的歷史負荷變化曲線進行曲線變化相似性分析，進行曲線變化相似性分析的方法包括計算歸類后的歷史負荷變化曲線的平均值，得到類別平均負荷變化曲線，將類別平均負荷變化曲線和歸類后的其他歷史負荷變化曲線進行重合，分析二者之間的曲線交叉面積變化特征，包括分析曲線交叉面積隨著橫軸的推進的面積變化率，以及曲線交叉面積的累計值，基于面積變化率以及曲線交叉面積的累計值的相符性，對第二次相似性歸類的歷史負荷變化曲線進行第三次相似性歸類，得到若干歷史負荷變化曲線組。

13、在本發(fā)明公開的一些實施例中，對歷史負荷變化曲線組中的歷史負荷變化曲線進行特征提煉，并形成標志負荷變化曲線的方法包括：

14、針對歷史負荷變化曲線組中的每一歷史負荷變化曲線設(shè)定有區(qū)段映射模板，區(qū)段映射模板包括若干相互銜接的映射時間區(qū)段，每一映射時間區(qū)段內(nèi)包括若干映射時間點;

15、將歷史負荷變化曲線映射于區(qū)段映射模板，并比對所屬同一映射時間區(qū)段的負荷變化曲線段的走勢相符性，其中，比對負荷變化曲線段的走勢相符性的方法包括，將每一負荷變化曲線段對應于映射時間點的曲線曲率進行分析，并標記于負荷變化曲線段的對應曲線節(jié)點，若負荷變化曲線段之間存在大于等于預設(shè)值數(shù)量的曲線節(jié)點的曲線曲率相符，則認定負荷變化曲線段走勢相符；

16、將所屬同一映射時間區(qū)段，且走勢相符的負荷變化曲線段提取出來，并計算其平均值，得到標志負荷變化曲線段；

17、基于區(qū)段映射模板中的標志負荷變化曲線段相互拼接，并在相互拼接處進行圓滑過度，得到標志負荷變化曲線。

18、在本發(fā)明公開的一些實施例中，對若干參考深度功率對應曲線進行特征標簽配置的方法：

19、對參考深度功率對應曲線進行掃描分析，將曲線曲率大于等于預設(shè)值的曲線節(jié)點進行標記，記為功率變化節(jié)點，將功率變化節(jié)點映射于參考深度對應曲線的橫軸，并將在橫軸映射的功率變化節(jié)點的分布認定為第一特征標簽；

20、將參考深度對應曲線對應的功率變化節(jié)點前后預設(shè)區(qū)段的平均驅(qū)動功率進行確定，并將每一功率變化節(jié)點對應的平均驅(qū)動功率認定為第二特征標簽。

21、在本發(fā)明公開的一些實施例中，將參考深度功率對應曲線和實時深度功率對應曲線進行比對，確定出二者的第一等同指標的方法包括：

22、將參考深度功率對應曲線和實時深度功率對應曲線中相對的功率變化節(jié)點進行連續(xù)性比對，確定出二者的深度差異量，若二者的深度差異量小于等于預設(shè)值，則認定二者存在比對價值；

23、基于連續(xù)的存在比對價值的功率變化節(jié)點的深度差異量，以及功率變化節(jié)點前后預設(shè)區(qū)段的趨勢相符性，確定參考深度功率對應曲線和實時深度功率對應曲線的第一等同指標。

24、在本發(fā)明公開的一些實施例中，計算第一等同指標的表達式為：

25、；

26、其中，為第一等同指標，為比對價值判斷函數(shù)，若功率變化節(jié)點之間的深度差異量小于等于預設(shè)值，則輸出1，否則輸出0，為趨勢相符程度計算函數(shù)，用于計算功率變化節(jié)點前后預設(shè)區(qū)段的趨勢相符程度，n為連續(xù)比對的功率變化節(jié)點的數(shù)量；

27、；

28、其中，為功率變化節(jié)點前后預設(shè)區(qū)段中第x個趨勢比對節(jié)點的趨勢判斷函數(shù)，若第x個趨勢比對節(jié)點對應的趨勢相符，則輸出1，否則輸出0，為趨勢相符影響倍率調(diào)整系數(shù)，b為趨勢相符影響調(diào)整常數(shù)，為功率變化節(jié)點前后預設(shè)區(qū)段的趨勢比對節(jié)點的數(shù)量。

29、在本發(fā)明公開的一些實施例中，將實時負荷變化曲線和不同標志負荷變化曲線進行比對，確定出第二等同指標的方法包括：

30、基于時間接近對應原則，確定出標志負荷變化曲線相對實時負荷變化曲線左右平移的平移區(qū)間，并基于確定的平移區(qū)間，將標志負荷變化曲線相對實時負荷變化曲線進行若干次平移，并計算每次平移后標志負荷變化曲線和實時負荷變化曲線之間的交叉面積，并計算若干交叉面積的平均值，得到平均交叉面積；

31、將平均交叉面積認定為第二等同指標。

32、在本發(fā)明公開的一些實施例中，基于電網(wǎng)線路在未來預設(shè)時間段內(nèi)的負荷變化，對功率變化的時間長度進行調(diào)整的方法包括：

33、設(shè)定有若干級負荷映射區(qū)間，并針對每一負荷映射區(qū)間設(shè)定有標準介入功率變化率以及標準介入功率；

34、基于參考負荷變化曲線在未來預設(shè)時間段內(nèi)映射到的負荷映射區(qū)間變化，確定出未來不同時間節(jié)點調(diào)用的標準介入功率以及標準介入功率變化率；

35、確定出修正功率用模板在未來不同時間節(jié)點的預測驅(qū)動功率以及預測功率變化率，判斷預測驅(qū)動功率是否大于標準介入功率，若是，則結(jié)合對應的時間節(jié)點的標準介入功率以及標準介入功率變化率，對預測功率變化率進行修正，得到修正后功率變化率；

36、基于未來不同時間節(jié)點對應的修正后功率變化率，對對應時間節(jié)點的功率變化的時間長度進行調(diào)整。

37、在本發(fā)明公開的一些實施例中，計算修正后功率變化率的表達式為：

38、；

39、其中，為修正后功率變化率，為標準介入功率變化率，為預測驅(qū)動功率，為標準介入功率，為功率差異量影響調(diào)整系數(shù)，c為功率差異量影響調(diào)整常數(shù)，為修正功率變化率轉(zhuǎn)換系數(shù)。

40、在本發(fā)明公開的一些實施例中，還公開有一種電動鉆機并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：

41、第一模塊，用于獲取電網(wǎng)線路的歷史負荷變化數(shù)據(jù)，并對電網(wǎng)線路的歷史負荷變化數(shù)據(jù)進行分析，構(gòu)建得到若干歷史負荷變化曲線，對若干歷史負荷變化曲線進行相似性歸類，得到若干歷史負荷變化曲線組，對歷史負荷變化曲線組中的歷史負荷變化曲線進行特征提煉，并形成標志負荷變化曲線；

42、第二模塊，用于獲取同等規(guī)格的電動鉆機的鉆井記錄，并對每一鉆井記錄進行分析，確定出若干驅(qū)動功率數(shù)據(jù)，并基于驅(qū)動功率數(shù)據(jù)，構(gòu)建參考深度功率對應曲線，所述深度功率對應曲線的橫軸為深度，豎軸為驅(qū)動功率，對若干參考深度功率對應曲線進行特征標簽配置；

43、第三模塊，用于獲取電動鉆機的實時驅(qū)動功率以及實時深度，并基于實時驅(qū)動功率以及實時深度，構(gòu)建得到實時深度功率對應曲線，并對實時深度功率對應曲線進行特征標簽確定，并利用特征標簽，若干對應的參考深度功率對應曲線，將參考深度功率對應曲線和實時深度功率對應曲線進行比對，確定出二者的第一等同指標，若第一等同指標大于等于預設(shè)值，則選定對應的參考深度功率對應曲線為修正功率用模板；

44、第四模塊，用于獲取電網(wǎng)線路的實時負荷變化數(shù)據(jù)，并基于實時負荷變化數(shù)據(jù)構(gòu)建得到實時負荷變化曲線，將實時負荷變化曲線和不同標志負荷變化曲線進行比對，基于比對結(jié)果，確定出第二等同指標，若第二等同指標大于等于預設(shè)值，則確定對應的標志負荷變化曲線為參考負荷變化曲線；

45、第五模塊，用于基于修正功率用模板，確定出未來預設(shè)時間段內(nèi)的功率變化，并基于參考負荷變化曲線，確定出未來預設(shè)時間段內(nèi)電網(wǎng)線路的負荷變化，基于電網(wǎng)線路在未來預設(shè)時間段內(nèi)的負荷變化，對功率變化的時間長度進行調(diào)整。

46、本發(fā)明公開了一種電動鉆機并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)，涉及電動鉆機控制技術(shù)領(lǐng)域，構(gòu)建并歸類歷史負荷變化曲線，提煉出標志負荷變化曲線，根據(jù)同等規(guī)格電動鉆機的鉆井記錄，分析確定驅(qū)動功率數(shù)據(jù)，構(gòu)建參考深度功率對應曲線，在實時獲取電動鉆機的驅(qū)動功率和深度數(shù)據(jù)后，構(gòu)建實時深度功率對應曲線，并選定修正功率用模板；構(gòu)建實時負荷變化曲線，與標志負荷變化曲線比對，確定參考負荷變化曲線；結(jié)合修正功率用模板和參考負荷變化曲線，預測未來預設(shè)時間段內(nèi)的功率和負荷變化，并據(jù)此調(diào)整功率變化的時間長度，本發(fā)明的上述技術(shù)方案，實現(xiàn)了電動鉆機并網(wǎng)控制的高效與優(yōu)化，確保了鉆井作業(yè)的穩(wěn)定進行和電網(wǎng)的安全運行。

47、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。