CC BY
12
>àÉ
УДК 621.3
Антон Андреевич Накатаев Anton A. Nakataev
инженер кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Уральский Федеральный университет, Екатеринбург, Россия
Самуэль Исаак Текле Samuel I. Tekle
аспирант кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Уральский Федеральный университет, Екатеринбург, Россия
Анатолий Михайлович Зюзев Anatoliy M. Ziuzev
доктор технических наук, профессор кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Уральский Федеральный университет, Екатеринбург, Россия
Константин Евгеньевич Нестеров Konstantin Ye. Nesterov
кандидат технических наук, доцент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Уральский Федеральный университет, Екатеринбург, Россия
DOI: 10.17122/1999-5458-2022-18-3-4-75-88
испытательныи стенд для моделирования режимов работы электропривода штанговой
глубинной насосной установки
Актуальность
В практике проектирования и разработки высокотехнологичных видов оборудования электротехнических комплексов зачастую возникает необходимость проведения испытаний в отсутствии доступа к действующему оборудованию, например из-за специфики объектов нефтедобычи. Для оценки энергоэффективности, исследования проблем диагностирования, отработки функций станций управления штанговых глубинных насосных установок целесообразно использовать лабораторные испытательные стенды, позволяющие выполнить указанные работы в стационарных условиях и значительно сократить затраты на их проведение.
Цель исследования
Разработка испытательного стенда для исследования динамических процессов в электроприводах штанговых глубинных насосных установок, предназначенных для добычи нефти.
Методы исследования
Использованы следующие методы: математическое и компьютерное моделирование, в том числе, моделирование в реальном времени; физическое моделирование на базе испытательного стенда.
- 75
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3-4, т. 18, 2022
Результаты
Разработан испытательный стенд, с заданным масштабом реализующий электромеханические процессы, происходящие в электроприводе штанговой глубинной насосной установки; предложено использование экспериментальных диаграмм мощности в качестве обучающих наборов для задач диагностики методом машинного обучения; продемонстрирована возможность создания и отладки систем управления технологическим процессом добычи нефти на испытательном стенде.
Ключевые слова: испытательный стенд, штанговая глубинная насосная установка, моделирование нагрузки, электропривод, нефтедобыча
test bench for simulating operation modes of sucker rod pump electric drive
Relevance
In the practice of designing and developing high-tech types of equipment for electrical complexes, it often becomes necessary to conduct tests in the absence of access to existing equipment, for example, due to the specifics of oil production facilities. To assess energy efficiency, study diagnostic problems, and develop the functions of control stations for sucker-rod pumping units, it is advisable to use laboratory test benches allowing to perform these works in stationary conditions and significantly reduce the cost of their implementation.
Aim of Research
Development of a test bench for the study of dynamic processes in electric drives of sucker-rod pumping units for oil production.
Research methods
The following methods were used: mathematical and computer modeling, including real-time modeling; physical modeling based on a test bench.
Results
A test bench has been developed that, with a given scale, implements the electromechanical processes occurring in the electric drive of a sucker-rod pumping unit; the use of experimental power diagrams as training sets for diagnostic problems by machine learning is proposed; the possibility of creating and debugging control systems for the technological process of oil production on a test bench was demonstrated.
Keywords: test bench, sucker rod pumping unit, load simulation, electric drive, oil production
Введение
Испытание и отладка электрооборудования являются трудоёмкими и дорогостоящими процессами, особенно для сложных электротехнических комплексов и систем. Очень часто такие факторы, как удалённость от населённых пунктов, отсутствие возможности длительного останова технологического процесса, высокая взрывоопасность объекта затрудняют проведение некоторых этапов исследования. Одним из методов исследований является компьютерное моделирование. Для этих целей существует мно-
жество пакетов программного обеспечения (ПО) (например Matlab [1], PSCAD [2]). Однако для испытания реального оборудования требуется проверка каждого из режимов при различных внешних условиях. В этом случае используются испытательные стенды, Hardware-In-Loop (HIL) [3], Power Hardware-In-Loop (PHIL) [4] — симуляторы и их комбинации.
Испытательные стенды, состоящие из двух электрических машин с механически связанными роторами, позволяют реализовывать множество типов нагрузок, например, нагрузки электромобилей
[5, 6], ветряных турбин [7], экскаваторов [8] и др.
В настоящее время существует большое количество установок, технологический процесс которых обеспечивается электроприводами, работающими с периодически меняющейся нагрузкой. Например, существуют системы водоснабжения, состоящие из последовательности насосных станций [9, 10]. В нефтяной отрасли для добычи нефти используются штанговые глубинные насосные установки (ШГНУ). Так называемые кусты, в состав которых входит несколько ШГНУ, расположены на отдаленных территориях. Технологический процесс предполагает редкое присутствие человека-оператора. Кроме того, такая отдаленность от населенных пунктов накладывает ограничения на электроснабжение. ШГНУ являются довольно мощными потребителями с периодической нагрузкой, они могут оказать значительное влияние на электрическую сеть, а, соответственно, и друг на друга. Выход из строя установок и остановка технологического процесса способны принести значительные финансовые убытки. Это обусловливает важность изучения режимов их работы [11-13] и улучшения энергетических характеристик [14-16].
Основной целью данной работы является демонстрация возможностей предлагаемого испытательного стенда для моделирования режимов работы электропривода штанговой глубинной насосной установки и результатов его применения в текущих исследовательских и инженерных задачах, связанных с процессами оптимизации работы ШГНУ.
Архитектура испытательного
стенда
На рисунке 1 представлена блок-схема испытательного стенда. Здесь 1аЬс, Vabc,
Ттв/ — измеренные ток и
напряжение на входе преобразователя
частоты и на обмотках статора электродвигателя, скорость и момент на валу электродвигателя, задания скорости и электромагнитного момента соответственно. Стенд реализует модульную структуру, позволяющую реализовывать различные как технические, так и программные решения. Например, компьютерная модель может быть включена в состав основной программы, либо подключена извне в виде стороннего кода. Далее будет рассматриваться применение динамической имитационной модели ШГНУ [17]. Схема включает модель привода, модель насосной штанги, модель насоса и модель резервуара.
Моделирование работы ШГНУ
Соотношение между электромагнитным крутящим моментом и скоростью электропривода в общем случае может быть как линейным, так и нелинейным. При моделировании нагрузки цель состоит в том, чтобы разработать структуру модели нагрузки, которая в упрощенном виде равна передаточной функции разомкнутого контура исследуемой системы.
Полагается, что штанговый насос является механической нагрузкой для моделирования. Механическое уравнение может быть записано:
]ет(<Рсг) ^ТГ = ме1 ~
(И
(1)
где Jвт,
юет, Мв1, И,, юсг, фсг — приведенный момент инерции, заданная механическая скорость, крутящий момент электродвигателя, момент сопротивления, угловая скорость кривошипа и угловое положение кривошипа соответственно.
С другой стороны, общую динамику испытательного стенда также можно описать:
йшт
1=1т+к;В = вт + вь,
(2) (3)
ПК + PCI-6221
abc
Испытательный стенд
Система измерения
Электромеханическая часть
Ю r,T г
ref ref
Рисунок 1. Блок-схема испытательного стенда Figure 1. Block diagram of the test bench
где ют, Мт, Ме, Jm, JL, Вт, BL — механическая скорость, момент на валу приводного двигателя испытательного стенда, момент, развиваемый нагрузочным двигателем, момент инерции приводного двигателя, момент инерции нагрузочного двигателя, коэффициент трения приводного двигателя, коэффициент трения нагрузочного двигателя соответственно.
Коэффициент масштабирования можно вывести из номинального крутящего момента приводного двигателя, приводящего в движение реальный механизм, и номинального крутящего момента приводного двигателя на испытательном стенде. Таким образом, коэффициент масштабирования /с может быть определен как: Мп1
момент для нагрузочной машины так, чтобы динамический отклик реальной и имитационной системы был одинаковым. Это возможно при следующих условиях:
^т = ^ет> (¡.Шт ЛШргп
fc =
M,
(4)
п2
где Мп1 — номинальный крутящий момент приводного двигателя ШГНУ и Мп2 — номинальный крутящий момент приводного двигателя на испытательном стенде.
Теперь (1) можно записать: йш,,
Je
dt
= fCMm - Ms.
(5)
Следующая проблема заключается в том, чтобы найти эталонный крутящий
_ =_а (6)
dt dt '
Используя (2), (4) и (5), задание на крутящий момент нагрузочного двигателя определяется выражением:
Me = U-J/!L)Mm + -/-Ms-В(от. (7)
* Jem' Jem
На рисунке 2 изображена схема управления, основанная на (7) без учета коэффициента трения. FT и Fl — контуры управления крутящим моментом приводного и нагрузочного двигателей соответственно. Контуры крутящего момента реальной экспериментальной системы имеют полосу пропускания намного выше, чем контуры скорости, и, следовательно, эквивалентные передаточные функции можно рассматривать как усилительное звено [18].
Описанная методика опирается на оценочные параметры испытательного стенда и полосу пропускания контура управления крутящим моментом. Влияние изменения параметров и выбор спо-
V , ,Ю ,T abc meas mean
X
Fk
RW
X
Fi
F,
x
j
j,;
em
Mr
со
SRP
Рисунок 2. Схема управления заданием на момент нагрузочной машины Figure 2. Load machine torque reference control strategy
собов управления можно провести на основе схемы, показанной на рисунке 3. Если параметры регуляторов обратной связи выбираются такими, что контуры крутящего момента можно считать усилительным звеном, то соотношение между фактической и требуемой скоростями определяется следующим выражением:
0)„
-ß-
V/ Jem.1
■СfcMm-Ms),
(8)
где ] — предполагаемая инерция; 5 — оператор Лапласа.
Таким образом, моделирование не зависит от методов управления моментом и током. Однако ошибка в оценке момента инерции существенно влияет на результаты. Точно так же, в случае когда рассматривается влияние контуров управления моментом, следующее уравнение может быть использовано при анализе:
0)т —
h (9)
Очевидно, функционирование системы ограничено определенной полосой пропускания. Таким образом, возможность отслеживания желаемой скорости зависит от контура управления крутящего момента.
Описание испытательного стенда
Испытательный стенд состоит из двух асинхронных двигателей 4АМА80В4У3 мощностью 1,5 кВт, преобразователей частоты Altivar 630 производства фирмы Schneider Electric и ACS580 производства фирмы ABB, тормозного резистора, измерительных устройств (датчики напряжения, тока, скорости и крутящего момента) и ПК с установленной картой сбора данных NI PCI-6221, работающей под управлением программного обеспечения LabVIEW.
Каждая машина выполняет свою функцию в соответствии со схемой, показанной на рисунке 3. Нагрузочная машина создаёт на валу испытуемого двигателя момент, зависящий от входного управляющего воздействия питающего его преобразователя. В данном случае управляющее воздействие соответствует приведенному к валу двигателя моменту сопротивления штанговой глубинной насосной установки.
Преобразователь ACS580, подключенный к нагрузочному двигателю, имеет несколько макросов, содержащих настройки системы управления для различных конфигураций [19]. Например, принцип управления может быть пере-
Electrical facilities and systems
ключен со скалярного на векторный, или наоборот, путем выбора подходящего макроса. При выборе векторного управления ACS580 допускается внешнее задание крутящего момента в качестве альтернативы заданию скорости. ACS580 имеет более быстрый контур крутящего момента, так как система управления основана на прямом управлении крутящим моментом ^ТС) [20].
Основные элементы стенда представлены на рисунке 4. Две асинхронные машины соединены механически. АЬтуаг 630 (ПЧ 1) регулирует скорость исследуемой машины, АС8580 (ПЧ 2) управляет крутящим моментом нагрузочной машины. Сигнал задания момента Тзад рассчитывается моделью реального времени ШГНУ Импульсный энкодер E40S6-1000-3-24 (ДС) с точностью 1000 импульсов на оборот измеряет угловое положение ротора испытуемого двигателя с дальнейшим пересчётом в угловую скорость. Датчик момента ZMDN (ДМ) устанавливается на общий вал для измерения крутящего момента. На ПК с установленным пакетом LabVIEW работает модель реального времени ШГНУ. Плата N1 РС1-6221 обеспечивает ввод / вывод аналоговых и цифровых сигналов. Используя цифро-аналоговый и аналого-цифровой преобразователи (АЦП) на плате N1 РС1-6221, ПК посылает аналоговые сигналы задания скорости азад и момента Тзад на преобразователи частоты и получает цифровой сигнал об измеренном угловом положении ротора и аналоговый сигнал о крутящем моменте на валу, формируемые энко-дером и датчиком крутящего момента соответственно. В течение большей части цикла качания нагрузочная машина работает в генераторном режиме, но есть интервалы времени, когда происходит переход в двигательный режим. Для обеспечения режима торможения в нагрузочном приводе используется тормозной резистор. Также присутствуют датчики
напряжения и тока, установленные на входах и выходах преобразователей частоты для расчёта и дальнейшего контроля мощности.
Структура ПО стенда изображена на рисунке 5. Следует отметить, что расчет математической модели ШГНУ, выдача задающих воздействий и доступ к данным АЦП проводится с различной дискретизацией по времени. Для обеспечения синхронизации потоков данных в условиях разности времени расчёта модели и реального времени использована система, состоящая из двух вложенных циклов. Расчет модели проводится во внутреннем цикле, а доступ к АЦП, установка новых переменных для модели и выдача задающих воздействий — во внешнем. Исполнение программы проводится последовательно, начиная с расчета модели во внутреннем цикле. При этом условие выхода из внутреннего цикла определяется временем расчета модели. После расчета модели все переменные становятся доступными для внешнего цикла, где они преобразуются в сигнал задания момента для нагрузочного электродвигателя. Далее данные от датчиков об угле поворота вала и моменте на валу считываются АЦП и задаются в качестве новых начальных условий для модели во внутреннем цикле. После этого процесс расчета повторяется.
Использование испытательного
стенда для моделирования
работы ШГНУ
Для оценки адекватности испытательного стенда во время работы установки проводились измерения тока, напряжения, скорости и крутящего момента. На основе этих измерений рассчитана механическая мощность и входная активная мощность на клеммах АШуаг 630. На рисунке 6 показаны кривые заданной и измеренной скоростей. Колебания скорости двигателя обусловлены использова-
(S^-^KHH
Кабельная Трансфор- Станция линия матор управления
Асинхронный Электропривод \ электро- ШГНУ
Рисунок 3. Схема соответствия агрегатов
испытательного стенда реальному оборудованию нефтяного месторождения
Figure 3. Correspondence diagram of the test bench units to the real equipment of the oil field
Рисунок 4. Структура испытательного стенда
Figure 4. Schematic of test bench
®meas Tmeas jabc Vabc Wref Tref
Рисунок 5. Структура программы LabVIEW
Figure 5. LabVIEW program structure
нием скалярной системы управления в ного крутящих моментов. Измеренный настройках Altivar 630, а также периоди- крутящий момент соответствует задан-ческим характером нагрузки. На рисунке ному с небольшим отклонением, обуслов-7 приведены масштабированные сравни- ленным потерями в механической части, тельные значения заданного и измерен- что подтверждает возможность использо-
вания предложенной методики эмуляции режимов работы электропривода ШГНУ. На рисунке 8 показана активная мощность на входных клеммах Ак^аг 630 и
механическая мощность. Кривые имеют похожую форму, но активная входная мощность больше механической на величину КПД.
1 —и.. 2 —w>«f
1
"Swhn ||F \ J^ ~Л/ \ у v^ /
Viy
20 25 30 35 40 45
Время, с
Рисунок 6. Сравнение заданной (2) и измеренной (1) скоростей Figure 6. Reference speed (2) and measured speed (1) comparison
Время, с
Рисунок 7. Сравнение заданного (2) и измеренного (1) моментов Figure 7. Reference torque (2) and measured torque (1) comparison
Время, с
Рисунок 8. Активная мощность на входе инвертора (2) и механическая мощность
на валу двигателя (1)
Figure 8. Active power at the input of converter (2) and mechanical power (1)
Создание обучающего набора для диагностики штанговых глубинных насосных установок на экспериментальном стенде
Из-за сложности устройства и условий окружающей среды ШГНУ могут работать как в нормальных условиях, так и в условиях, характеризующихся различными неисправностями. Существует более 20 различных рабочих состояний, которые могут быть визуально идентифицированы экспертами в предметной области [18]. Эксплуатация ШГНУ в некоторых неисправных состояниях может привести к снижению производительности или повреждению оборудования. Все это приводит к уменьшению экономической эффективности ШГНУ. Следовательно, контроль работы ШГНУ является важной задачей. Динамометрическая карта и кривая мощности двигателя могут быть использованы для контроля рабочего состояния штангового насоса. Различные условия работы ШГНУ определяются по форме динамометрической карты [21]. Опытный технический персонал диагностирует рабочее состояние установки именно таким образом. Однако этот метод не всегда эффективен, поскольку на него легко может повлиять субъективный опыт технического персонала, также он не позволяет проводить мониторинг в реальном времени. Поэтому необходима высокоточная методика диагностики ШГНУ в реальном времени. В развитии этой технологии основными являются компьютерные методы диагностики.
Однако компьютерные методы диагностики требуют большого количества размеченных образцов разного рода неисправностей. Тем не менее, сбор различных типов неисправностей является сложной задачей, поскольку исследуемая скважина, маловероятно, имеет все виды условий работы. Типичным решением этой проблемы является построение обучающей выборки, содержащей образцы,
отобранные из разных скважин. Однако при таком подходе на точность диагностики влияют различия в свойствах скважин [22]. Чтобы решить эту проблему, предлагается генерировать образцы неисправностей с использованием экспериментального испытательного стенда, который имитирует динамику ШГНУ.
Несколько факторов могут способствовать неправильной работе ШГНУ. Основные причины можно сгруппировать в механические, эксплуатационные и электрические отказы. Механическое трение между плунжером и корпусом насоса, шаром клапана и седлом приводит к эрозии и износу. Из-за износа и эрозии клапан не может быть полностью закрыт. Кроме того, увеличивается зазор между корпусом насоса и плунжером. Все это может привести к серьезной течи. Операционные сбои могут быть вызваны повышением температуры, проблемами с газом, коррозией и наличием песка. Проблема газа является весьма серьезной, поскольку характеристики рабочего процесса насоса тесно связаны с его давлением. Характе-ристика рабочего процесса насоса относится к газовому поли-тропному процессу [23]. В ходе технологического процесса масса и объем газа в насосе меняются из-за изменения давления, расхода и растворимости. Проблемы с газом могут серьезно повлиять на эффективность производства. Например, эффективность значительно снижается, если нагнетательный клапан открывается с опозданием из-за сжатия газа. Электрические неисправности могут возникнуть в первичном двигателе или различных датчиках. Однако последствия электрических сбоев менее ощутимы по сравнению с механическими и эксплуатационными. Воздействие различных отказов может быть учтено при анализе работы штангового насоса, и, следовательно, могут быть смоделированы различные типы рабочих состояний.
- 83
На основе анализа механизма ШГНУ может быть сгенерирован набор данных, включающий определенные виды рабочих состояний. С помощью испытательного стенда были воспроизведены кривые мощности двигателя для нормального рабочего состояния, при воздействии газа, утечке нагнетательного клапана, достижении плунжером верхней и нижней мертвых точек (рисунки 8-12). На рисунке 8 показана мощность на входе преобразователя и механическая мощность на валу для нормального рабочего режима. Минимальная мощность соответствует концу хода вверх. На периоде работы механизма кривая мощности двигателя имеет два пика. Первый пик возникает во время хода штока вверх, когда двигатель с помощью противовеса на
кривошипе тянет полированный шток,
1000 ___
второй пик возникает во время хода вниз, когда двигатель с помощью полированного штока поднимает противовес на кривошипе. Разность мощностей на входе преобразователя и механической мощностью на валу обусловлена потерями в двигателе и преобразователе. Видно, что КПД меняется при изменении нагрузки и скорости. Примеры при утечке нагнетательного клапана, воздействии газа, условиях достижения плунжером верхней и нижней мертвых точек показаны на рисунках 9-12. Очевидно, сложно различить рабочие состояния путем визуального осмотра кривой мощности двигателя. Однако характеристики различных рабочих состояний можно было бы лучше объяснить, используя некоторые особенности, связанные с определенным физическим смыслом и мерами изменчивости.
M 1—'_ 2—
\ 2 \ ~Л A \ t
\ I n J Л /
I VJ \\ II
\J/
-1 V
Рисунок 9. Активная мощность на входе инвертора (2) и механическая мощность на валу двигателя (1) при воздействии газа
Figure 9. Gas affected active power at the input of converter (2) and mechanical power (1)
2 ! 2—'.. ■
у
An ; '"V
\\ J M У \
X\r) "чЛ
\J j l A ,,-/ л\
V -
\
V
Рисунок 10. Активная мощность на входе инвертора (2) и механическая мощность на валу двигателя (1) при утечке нагнетательного клапана
Figure 10. Active power at inverter input (2) and mechanical power at motor shaft (1) traveling valve leakage
Ï0C
i0C
2 1—
\ л л
"a L \ h гч\ /
ч\ // \ jf \\
1 v/
v v
Рисунок 11. Активная мощность на входе инвертора (2) и механическая мощность на валу двигателя (1) при упоре плунжера в верхней мертвой точке
Figure 11. Active power at the inverter input (2) and mechanical power at the motor shaft (1) when the plunger hitting top dead center
А А 1—' 2_P„
2 / \ ^ \
\ if \ 1 Л\д / \ /
лД // Ъ/ -lA л / чл //
vy V/ vy ху1
V V
Рисунок 12. Активная мощность на входе инвертора (2) и механическая мощность на валу двигателя (1) при упоре плунжера в нижней мертвой точке
Figure 12. Active power at the inverter input (2) and mechanical power at the motor shaft (1) when the plunger hitting bottom dead center
Вывод
Представленная структура и программное обеспечение предлагаемого испытательного стенда, а также результаты эмуляции нагрузки демонстрируют возможность его применения в текущих исследовательских и инженерных задачах, связанных с процессами разработки
интеллектуальных станции управления и оптимизации работы ШГНУ. В частности, рассмотрена возможность создания обучающего набора диаграмм мощности для диагностики штанговых глубинных насосных установок с помощью компьютерных методов диагностики.
1UUL
800
5UU
4UU
200
20
25
30
35
40
45
Время, с
1000
800
500
400
200
20
25
30
35
40
45
Время, с
Список источников
1. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPower-Systems и Simulink. СПб.: Питер, 2008. 288 с.
2. Elbelkasi M. S., Badran E. A., Abdel-Rahman M. H., Müller Z. Modelling of AC
Electric Railway System using PSCAD/EMTDC // 2020 21st International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE). Prague: Czech Technical University in Prague, 2020. P. 1-6.
3. Lauss G., Strunz K. Accurate and Stable Hardware-in-the-Loop (HIL) Real-Time Simu-
lation of Integrated Power Electronics and Power Systems // IEEE Transactions on Power Electronics. 2021. Vol. 36. P. 10920-10932.
4. Mudrov M., Ziuzev A., Nesterov K., Valtchev S. Power Electrical Drive Power-Hardware-in-the-Loop System // 2018 X International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Novocherkassk: Platov South-Russian State Polytechnic University, 2018. P. 1-6.
5. Rassölkin A., Vodovozov V. A Test Bench to Study Propulsion Drives of Electric Vehicles // 2013 International Conference-Workshop Compatibility and Power Electronics. Ljubljana: University of Ljubljana, 2013. P. 275-279.
6. Marignetti F., D'Aguanno D., Volpe G. Design and Experiments of a Test Equipment for Hybrid and Electric Vehicle Drivetrains // 2017 12th International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER). Monaco: Monaco Development Durable, 2017. P. 1-6.
7. Kouadria S., Belfedhal S., Meslem Y., Berkouk E.M. Development of Real Time Wind Turbine Emulator Based on DC Motor Controlled by Hysteresis Regulator // 2013 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC). Morocco: Ouarzazate, 2013. P. 246250.
8. Malafeev S.I., Novgorodov A.A., Konya-shin V.I. Bench Tests of the Quarry Excavators Main Electric Drives // 2020 XI International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Saint-Petersburg: ITMO University, 2020. P. 1-5.
9. Elker I., Kara T. Modeling and Simulation of Water Supply Systems for Feedback Control // Rev. Energ. Ren.: Power Engineering (2001). 2001. Vol. 21. P. 49-55.
10. Rodic M., Jezernik K., Trlep M. Dynamic Emulation of Mechanical Loads - Approach Based on Nonlinear Control // 2005 European Conference on Power Elect-ronics and Applications. Dresden, 2005. P. 10.
11. Khakimyanov M.I., Shafikov I.N., Khu-sainov F.F. Control of Sucker Rod Pumps Energy Consumption // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Omsk: National Research Tomsk Polytechnic University, 2015. P. 1-4.
12. Tecle S.I., Ziuzev A. A Review on Sucker Rod Pump Monitoring and Diagnostic System // 2019 IEEE Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry:
Research & Practice (PEAMI), Magnitogorsk, Russia, 2019. 2019. P. 85-88.
13. Ziuzev A., Nakataev A., Shelyug S., Ippo-litov V. Influence of an Electric Drive with Periodic Load on Voltage Quality // 2021 28th International Workshop on Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives (IWED), Moscow, Russia, 2021. 2021. P. 1-5.
14. Solodkiy E.M., Kazantsev V.P., Daden-kov D.A. Improving the Energy Efficiency of the Suckerrod Pump via Its Optimal Counterbalancing // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Adler, Russia, 2019. 2019. P. 1-5.
15. Ladygin A.N., Bogachenko D.D., Kho-lin V.V., Ladygin N.A. Method of Efficient Control of the Sucker-Rod Pump Electric Drive // 2020 27th International Workshop on Electric Drives: MPEI Department of Electric Drives 90th Anniversary (IWED). Moscow, Russia, 2020. 2020. P. 1-5.
16. Ziuzev A., Nakataev A., Sesekin A., Sashchenko D., Nesterov K. Method of Power Optimization of a Group of Independent Electric Drives with Periodic Load // 2021 XVIII International Scientific Technical Conference Alternating Current Electric Drives (ACED), Yekaterinburg, Russia, 2021. 2021. P. 1-4.
17. Зюзев A.M., Текле С.И. Динамические симуляторы в задачах диагностики штанговых глубинно-насосных установок // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 1. С. 168177.
18. Takacs G. Sucker Rod Pumping Handbook. Oxford, United Kingdom: Gulf Professional Publishing, 2015. 585 p.
19. ABB General Purpose Drives, Acs580 Drive Standard Control Program: Firmware Manual, October 30, 2020. URL: https://new.abb. com/products/3AUA0000130331/acs580-01 (дата обращения 12.02.2022).
20. ABB, DTC: A Motor Control Technique for All Seasons, ABB White Paper. URL: https:// new.abb.com/drives/dtc (дата обращения 12.02.2022).
21. Boyuan Z., Xianwen G. Fault Diagnosis of Sucker Rod Pumping Systems Based on Curvelet Transform and Sparse Multi-Graph Regularized Extreme Learning Machine // International Journal of Computational Intelligence Systems. 2018. Vol. 11. No. 1. P. 428-437.
22. Boyuan Z., Xianwen G., Xiangyu L. Diagnosis of Sucker Rod Pump Based on Generating Dynamometer Cards // Journal of Process Control. 2019. Vol. 77. P. 76-88.
23. Boyuan Z., Xianwen G., Xiangyu L. Fault Detection for Sucker Rod Pump Based on Motor Power // Control Engineering Practice. 2019. Vol. 86. P. 37-47.
References
1. Chernykh I.V. Modelirovanie elektro-tekhnicheskikh ustroistv v Matlab, SimPower-Systems i Simulink [Modeling of Electrical Devices in Matlab, SimPowerSystems and Simulink]. Saint-Petersburg, Piter Publ., 2008. 288 p. [in Russian].
2. Elbelkasi M. S., Badran E. A., Abdel-Rah-man M. H., Müller Z. Modelling of AC Electric Railway System using PSCAD/EMTDC. 2020 21st International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE). Prague, Czech Technical University in Prague, 2020, pp. 1-6.
3. Lauss G., Strunz K. Accurate and Stable Hardware-in-the-Loop (HIL) Real-Time Simulation of Integrated Power Electronics and Power Systems. IEEE Transactions on Power Electronics, 2021, Vol. 36, pp. 10920-10932.
4. Mudrov M., Ziuzev A., Nesterov K., Valt-chev S. Power Electrical Drive Power-Hardware-in-the-Loop System. 2018 XInternational Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Novocherkassk, Platov South-Russian State Polytechnic University, 2018, pp. 1-6.
5. Rassolkin A., Vodovozov V. A Test Bench to Study Propulsion Drives of Electric Vehicles. 2013 International Conference-Workshop Compatibility and Power Electronics. Ljubljana, University of Ljubljana, 2013, pp. 275-279.
6. Marignetti F., D'Aguanno D., Volpe G. Design and Experiments of a Test Equipment for Hybrid and Electric Vehicle Drivetrains. 2017 12th International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER). Monaco, Monaco Development Durable, 2017, pp. 1-6.
7. Kouadria S., Belfedhal S., Meslem Y., Berkouk E.M. Development of Real Time Wind Turbine Emulator Based on DC Motor Controlled by Hysteresis Regulator. 2013 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC). Morocco, Ouarzazate, 2013, pp. 246250.
8. Malafeev S.I., Novgorodov A.A., Konyas-hin V.I. Bench Tests of the Quarry Excavators Main Electric Drives. 2020 XI International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Saint-Petersburg, ITMO University, 2020, pp. 1-5.
9. Elker I., Kara T. Modeling and Simulation of Water Supply Systems for Feedback Control. Rev. Energ. Ren.: Power Engineering (2001), 2001, Vol. 21, pp. 49-55.
10. Rodic M., Jezernik K., Trlep M. Dynamic Emulation of Mechanical Loads - Approach Based on Nonlinear Control. 2005 European Conference on Power Electronics and Applications. Dresden, 2005, pp. 10.
11. Khakimyanov M.I., Shafikov I.N., Khusainov F.F. Control of Sucker Rod Pumps Energy Consumption. 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Omsk, National Research Tomsk Polytechnic University, 2015, pp. 1-4.
12. Tecle S.I., Ziuzev A. A Review on Sucker Rod Pump Monitoring and Diagnostic System. 2019 IEEE Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research & Practice (PEAMI), Magnitogorsk, Russia, 2019. 2019, pp. 85-88.
13. Ziuzev A., Nakataev A., Shelyug S., Ippo-litov V. Influence of an Electric Drive with Periodic Load on Voltage Quality. 2021 28th International Workshop on Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives (IWED), Moscow, Russia, 2021. 2021, pp. 1-5.
14. Solodkiy E.M., Kazantsev V.P., Daden-kov D.A. Improving the Energy Efficiency of the Suckerrod Pump via Its Optimal Counterbalancing. 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Adler, Russia, 2019. 2019, pp. 1-5.
15. Ladygin A.N., Bogachenko D.D., Kholin V.V., Ladygin N.A. Method of Efficient Control of the Sucker-Rod Pump Electric Drive. 2020 27th International Workshop on Electric Drives: MPEI Depart-ment of Electric Drives 90th Anniversary (IWED). Moscow, Russia, 2020. 2020, pp. 1-5.
16. Ziuzev A., Nakataev A., Sesekin A., Sashchenko D., Nesterov K. Method of Power Optimization of a Group of Independent Electric Drives with Periodic Load. 2021 XVIII International Scientific Technical Conference Alternating Current Electric Drives (ACED), Yekaterinburg, Russia, 2021. 2021, pp. 1-4.
17. Zyuzev A.M., Tekle S.I. Dinamicheskie simulyatory v zadachakh diagnostiki shtangovykh glubinno-nasosnykh ustanovok [Sucker Rod Pumping System: Challenges to Develop Diagnostic System and Role of Dynamic Simulator]. Engineering Izvestiya Tomskogo politekhni-cheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov — Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets, 2022, Vol. 333, No. 1, pp. 168-177. [in Russian].
18. Takacs G. Sucker Rod Pumping Handbook. Oxford, United Kingdom, Gulf Professional Publishing, 2015. 585 p.
19. ABB General Purpose Drives, Acs580 Drive Standard Control Program: Firmware
Manual, October 30, 2020. URL: https://new. ab7477874Multi-Graph Regularized Extreme Learning Machine. International Journal of Computational Intelligence Systems, 2018, Vol. 11, No. 1, pp. 428-437.
22. Boyuan Z., Xianwen G., Xiangyu L. Diagnosis of Sucker Rod Pump Based on Generating Dynamometer Cards. Journal of Process Control, 2019, Vol. 77, pp. 76-88.
23. Boyuan Z., Xianwen G., Xiangyu L. Fault Detection for Sucker Rod Pump Based on Motor Power. Control Engineering Practice, 2019, Vol. 86, pp. 37-47.
