基于軟測量技術(shù)的潛油電機(jī)溫度估算系統(tǒng)研究.pdf

1、我國的石油資源比較豐富，但是我國各大油田開采后期井況的日趨惡劣，深度采油帶來的高溫、高壓等問題嚴(yán)重威脅著潛油電機(jī)機(jī)組的高效安全運(yùn)行。由于潛油電機(jī)機(jī)組一般工作在地下2km或更深的油井中，運(yùn)行環(huán)境極其惡劣，為保障其高效、安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須實(shí)時監(jiān)測潛油電機(jī)井下溫度、轉(zhuǎn)速、電機(jī)絕緣強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)，以便掌握潛油電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防或避免潛油電機(jī)意外工作事故的發(fā)生。本文針對目前石油工業(yè)設(shè)備的實(shí)際問題，提出了一種基于軟測量技術(shù)的潛油電機(jī)溫度與轉(zhuǎn)速測量

2、方案，從電機(jī)定子溫度軟測量方法的理論改進(jìn)，仿真實(shí)驗與實(shí)際應(yīng)用，及轉(zhuǎn)速無傳感器測量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識方法和實(shí)際應(yīng)用研究等幾個方面進(jìn)行了深入研究。
　　傳統(tǒng)軟測量方法無法解決油井中工作環(huán)境復(fù)雜的潛油電機(jī)溫度。本文在改進(jìn)直流注入法溫度軟測量技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了與電機(jī)溫度有關(guān)的轉(zhuǎn)矩和能量等系列參數(shù)，計算出定子電阻，根據(jù)電阻和溫度在大范圍內(nèi)成線性關(guān)系，估算出潛油電機(jī)的溫度。最后通過仿真實(shí)驗證明了此算法估算溫度的精度很高，保障了實(shí)際硬件平臺下實(shí)驗

3、的有效實(shí)施。
　　根據(jù)潛油電機(jī)的實(shí)際特點(diǎn)，本文在改進(jìn)直流注入法仿真實(shí)驗驗證的基礎(chǔ)上，設(shè)計了嚴(yán)密的溫度軟測量硬件系統(tǒng)實(shí)驗平臺，通過每一部分電路的搭建，及整個硬件平臺的測試，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)直流注入法的實(shí)驗驗證，證明了此法溫度估算精度的優(yōu)越性。
　　現(xiàn)有的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速軟測量方法在實(shí)際應(yīng)用中均存在不同程度的不足，本文以異步電機(jī)動態(tài)運(yùn)行分析為依據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識理論為基礎(chǔ)，提出了一種基于反饋多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RMNN）的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識方

4、法，推導(dǎo)了與其相應(yīng)的動態(tài)梯度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對轉(zhuǎn)速的動態(tài)辨識。同時對電機(jī)定子溫度也進(jìn)行了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量嘗試，通過與改進(jìn)直流注入法比較，找出了其算法的不足之處，進(jìn)一步驗證了改進(jìn)直流注入法的優(yōu)越性。
　　最后，本文闡述了一種基于轉(zhuǎn)子槽諧波（RSH）的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識方法。其辨識結(jié)果可作為基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)速辨識的“目標(biāo)轉(zhuǎn)速”。比較了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)速辨識和基于RSH的轉(zhuǎn)速辨識的運(yùn)算量，從辨識精度和速度層面肯定了本文所采用神