继而确保电动修井机的电控系统安全可靠的运行。
[0031]如图3所示，电动修井机储能超级电容充放电控制装置的双向DC/DC变换器主电路包括储能电感L1、滤波电容Cl、滤波电容C2、IGBT开关管VG1、IGBT开关管VG2、二极管D1、二极管D2、电流传感器SCl、电流传感器SC2、电压传感器SVl、电压传感器SV2、放电电阻RFl、放电电阻RF2、直流接触器KMl、直流接触器KM2、直流接触器KM3、直流接触器KM4、电阻Rl、电阻R2，双向DC/DC变换器主电路接入电动修井机的电控系统;其中，直流接触器KMl、直流接触器KM2与电阻Rl相连接并接入电动修井机电控系统的超级电容侧，直流接触器KM3、直流接触器KM4与电阻R2相连接并接入电动修井机电控系统的直流母线侧，放电电阻RFl、滤波电容Cl、电压传感器SVl并联构成第一电容传感器单元，第一电容传感器单元的一端接入电动修井机电控系统的超级电容侧，放电电阻RF2、滤波电容C2、电压传感器SV2并联构成第二电容传感器单元，第二电容传感器单元的一端接入电动修井机电控系统的直流母线侧，IGBT开关管VGl的基极、IGBT开关管VG2的基极以及电流传感器SCl、电流传感器SC2、电压传感器SVl、电压传感器SV与电动修井机电控系统的控制器相连接。
[0032]电动修井机储能超级电容充放电控制装置的双向DC/DC变换器主电路控制装置包括二极管D3、IGBT开关管VG3和IGBT开关管VG3控制回路;其中，二极管D3的正负端分别连接IGBT开关管VG3的发射极和集电极，IGBT开关管VG3的基极与IGBT开关管VG3控制回路相连接，IGBT开关管VG3的集电极与第一电容传感器单元相连接，IGBT开关管VG3的发射极与电流传感器SCl相连接，IGBT开关管VG3控制回路包括比较器a、比较器b和与非门电路，比较器a和比较器b连接与非门电路的输入端。
[0033]电动修井机储能超级电容充放电控制装置的控制方法:电动修井机的电控系统启动，母线侧的直流电压高于超级电容侧直流电压;在提升且负载所需功率低于网侧所提供的功率或下放油管的间歇期间，当控制器判断储能设备超级电容的荷电状态SOC未达到1.0时，将电网通过PWM整流器作为可控的恒压源，再通过双向DC/DC变换器为超级电容进行恒压充电；在提升油管且负载所需功率高于网侧所提供的功率的过程时，当控制器判断储能设备超级电容的荷电状态SOC达到1.0时，将电网通过PffM整流器和超级电容通过双向DC/DC变换器两者并联运行为变频器提供电能，周而复始地以脉冲的形式由超级电容侧向直流母线侧放电；双向DC/DC变换器的主电路设置双向DC/DC变换器主电路控制装置，通过控制双向DC/DC变换器主电路控制装置的通断来避免双向DC/DC变换器主电路失控过流，以确保储能超级电容充放电过程中电动修井机电控系统安全可靠运行。
[0034](I)启动阶段:如图1所示，电动修井机电控系统包括井场变压器、PffM整流器、控制器、双向DC/DC变换器、超级电容、液压系统、气动系统、制动单元、制动电阻、受控逆变器，电动修井机电控系统启动阶段，先启动PWM整流器，使得母线侧的直流电压高于超级电容侧的直流电压，先将直流接触器KM3吸合，再将直流接触器KM2吸合，让电网通过PffM整流器、再通过双向DC/DC变换器对超级电容充电；为防止启动时电流过大对系统造成冲击，待系统正常启动后，将直流接触器KM4和直流接触器KMl依次吸合，再将直流接触器KM3和直流接触器KM2断开。
[0035](2)超级电容充电阶段:电动修井机系统正常运行时，母线侧的直流电压高于超级电容侧的直流电压，在提升或下放油管的间歇期间，当控制器判断储能设备超级电容的荷电状态SOC未达到1.0时，将电网通过PWM整流器作为可控的恒压源，再通过双向DC/DC变换器为超级电容进行恒压充电。
[0036]超级电容充电阶段，双向DC/DC变换器的工作过程如下:
当控制器判断储能设备超级电容的荷电状态SOC未达到1.0时，将电网通过PWM整流器作为可控的恒压源，再通过双向DC/DC变换器为超级电容进行恒压充电，其双向DC/DC变换器采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n, PffM):在一个脉冲工作周期内，控制器通过电流传感器SCl、电流传感器SC2、电压传感器SVl和电压传感器SV2采集输入端和输出端的电流和电压信息，控制IGBT开关管VG2导通，IGBT开关管VGl关断，IGBT开关管VG3的控制回路通过直流母线侧电压和超级电容侧电流的反馈信息，控制IGBT开关管VG3关断，使得直流母线侧电流通过IGBT开关管VG2、储能电感1^1、1681'开关管￥63上的二极管03经由超级电容形成闭合回路，如图4所示;接着控制器控制IGBT开关管VGUIGBT开关管VG2关断，IGBT开关管VG3控制回路控制IGBT开关管VG3关断，使得电流通过IGBT开关管VGl上的二极管Dl、储能电感LUIGBT开关管VG3上的二极管D3经由超级电容形成闭合回路，如图5所示；周而复始地以脉冲的形式由直流母线侧向超级电容侧充电。
[0037](3)超级电容放电阶段:电动修井机系统正常运行时，母线侧的直流电压高于超级电容侧的直流电压，在提升油管的过程中，当控制器判断储能设备超级电容的荷电状态SOC达到1.0时且电动修井机处于重载电动状态时，将电网通过PffM整流器和超级电容通过双向DC/DC变换器两者并联运行为变频器提供电能。
[0038]超级电容放电阶段，双向DC/DC变换器的工作过程如下:
双向DC/DC变换器采用脉冲宽度调制PWM:在一个工作周期内，控制器通过电流传感器SCl、电流传感器SC2、电压传感器SVl和电压传感器SV2采集输入端和输出端的电流和电压信息，控制IGBT开关管VGl导通和IGBT开关管VG2关断，IGBT开关管VG3的控制回路通过直流母线侧电压和超级电容侧电流的反馈信息，控制IGBT开关管VG3导通，使得超级电容侧电流通过IGBT开关管VG3、储能电感LI和IGBT开关管VGl形成闭合回路，如图6所示;接着控制器控制IGBT开关管VGl和IGBT开关管VG2关断，IGBT开关管VG3的控制回路控制IGBT开关管VG3导通，使得电流通过IGBT开关管VG3、储能电感LUIGBT开关管VG2上的二极管D2经由直流母线形成闭合回路，如图7所示;周而复始地以脉冲的形式由超级电容侧向直流母线侧放电。
[0039](4)电动修井机系统母线电压故障:电动修井机系统运行时，由于井场变压器的缘故或者其他原因，会出现电网侧电源突然消失的情况，致使母线侧的直流电压低于超级电容侧的直流电压，采用本发明电动修井机储能超级电容充放电控制装置的双向DC/DC电路拓扑结构，则完全可以避免“由于母线侧电压低于超级电容的侧的电压，造成超级电容向母线侧充电电流的不可控，引起单元损坏”的风险，这是因为双向DC/DC变换器的主电路设置有双向DC/DC变换器主电路控制装置，通过关断双向DC/DC变换器主电路控制装置的IGBT开关管VG3，避免电动修井机储能超级电容充放电控制装置失控过流。
[0040]双向DC/DC变换器主电路控制装置包括二极管D3、IGBT开关管VG3和IGBT开关管VG3控制回路，本发明的电动修