CN205141693U - 煤矿智能化电源储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及节能优化领域，公开了一种煤矿智能化电源储能系统，用于在正常模式时，第一电池储能组给第一电池变流器组供电并对第一电池储能组含有的电池进行浮充电，第二电池储能组给第二电池变流器组供电并对配电网负荷进行有功调节，第一电池变流器组和第二电池变流器组对配电网的母线进行动态无功补偿；在应急模式时，第一电池储能组和第二电池储能组提供应急电源，第一电池变流器组和第二电池变流器组分别对第一电池储能组和第二电池储能组提供的应急电源的电压进行调节；总控装置，用于分析配电网的数据，并根据分析结果来控制第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组和第二电池变流器组进行模式切换。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能优化领域，具体地，涉及一种煤矿智能化电源储能系统。
背景技术
随着煤炭行业的快速发展，作为煤矿主要动力系统的供电系统由于其结构粗放，存在着一定的安全隐患。现代煤矿虽然普遍使用双电源点供电，但由于管理问题，上级供电部门仍然不能保证供电百分百安全可靠，曾发生由于双电源点失电而导致井下瓦斯超限的安全事故。同时，随着国家对煤矿安全生产的愈发重视，煤矿安全生产规范的进一步严格，势必将对煤矿应急、备用电源提出更加严格的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种煤矿智能化电源储能系统，该系统可以提高煤矿配电网系统的智能性与可控性，进而实现煤矿配电网的高效、安全和可靠工作。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种煤矿智能化电源储能系统，该系统包括第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组以及第二电池变流器组，用于在正常模式时，所述第一电池储能组给所述第一电池变流器组供电并对所述第一电池储能组含有的电池进行浮充电，所述第二电池储能组给所述第二电池变流器组供电并对配电网负荷进行有功调节，所述第一电池变流器组和所述第二电池变流器组对配电网的母线进行动态无功补偿；在应急模式时，所述第一电池储能组和所述第二电池储能组提供应急电源，所述第一电池变流器组和所述第二电池变流器组分别对所述第一电池储能组和所述第二电池储能组提供的应急电源的电压进行调节；总控装置，与所述第一电池储能组、所述第二电池储能组、所述第一电池变流器组和所述第二电池变流器组连接，用于分析配电网的数据，并根据分析结果来控制所述第一电池储能组、所述第二电池储能组、所述第一电池变流器组和所述第二电池变流器组进行模式切换。
通过上述技术方案，通过上述技术方案，采用本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统，总控装置分析来自配电网的数据，根据分析结果判断第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组和第二电池变流器组应该进行何种动作，并进而控制第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组和第二电池变流器组进行模式切换，使在正常模式时，第一电池储能组给第一电池变流器组供电并对第一电池储能组含有的电池进行浮充电，第二电池储能组给第二电池变流器组供电并对配电网负荷进行有功调节，第一电池变流器组和第二电池变流器组对配电网的母线进行动态无功补偿；在应急模式时，第一电池储能组和第二电池储能组提供应急电源，第一电池变流器组和第二电池变流器组分别对所述第一电池储能组和所述第二电池储能组提供的应急电源的电压进行调节。本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统可以提高煤矿配电网系统的智能性与可控性，进而实现煤矿配电网的高效、安全和可靠工作。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统的连接结构示意图；
图2是本实用新型提供的总控装置的结构示意图；
图3是本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统从正常模式手动/自动切换为应急模式的流程示意图；
图4是本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统从应急模式手动/自动切换为正常模式的流程示意图。
附图标记说明
11第一电池储能组12第二电池储能组
13第一电池变流器组14第二电池变流器组
15总控装置21分析模块
22管理模块23控制模块
24数据共享模块
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供一种煤矿智能化电源储能系统，该系统包括：第一电池储能组11、第二电池储能组12、第一电池变流器组13以及第二电池变流器组14，用于在正常模式时，所述第一电池储能组11给所述第一电池变流器组13供电并对所述第一电池储能组11含有的电池进行浮充电，所述第二电池储能组12给所述第二电池变流器组14供电并对配电网负荷进行有功调节，所述第一电池变流器组13和所述第二电池变流器组14对配电网的母线进行动态无功补偿；在应急模式时，所述第一电池储能组11和所述第二电池储能组12提供应急电源，所述第一电池变流器组13和所述第二电池变流器组14分别对所述第一电池储能组11和所述第二电池储能组12提供的应急电源的电压进行调节；总控装置15，与所述第一电池储能组11、所述第二电池储能组12、所述第一电池变流器组13和所述第二电池变流器组14连接，用于分析配电网的数据，并根据分析结果来控制所述第一电池储能组11、所述第二电池储能组12、所述第一电池变流器组13和所述第二电池变流器组14进行模式切换。所述有功调节为削峰填谷和负荷跟踪其中至少一者。
在本实用新型中，第一电池储能组11可以是铅酸电池储能组，第二电池储能组12可以是锂电池储能组，在应急模式时，所述第二电池储能组12为所述第一电池储能组11备用。另外，所述第一电池变流器组13可以是铅酸电池变流器组，第二电池变流器组14可以是锂电池变流器组，在应急模式时，所述锂电池变流器组为所述铅酸电池变流器组备用。第一电池变流器组13连接于第一母线，第二电池变流器组14连接与第二母线。第一母线和第二母线均为煤矿配电网的母线。
下面详细介绍上述四个装置的功能：
在本实用新型中铅酸电池储能组额定容量2.4MWH，在正常模式运行时，对铅酸电池进行浮充电控制，并提供必要的自动维护与自检功能，同时，通过6KV应急段母线对主通风机(主扇)与局部通风机(局扇)的二次侧提供电源；应急模式运行时，将为主扇负荷与局扇负荷提供应急电源功能(至少一个小时)。
锂电池储能组额定容量200KWH-1MWH，在正常模式运行时，将承担更多的削峰填谷，负荷跟踪以及为配电网提供有功支撑以平滑瓦斯发电等分布式发电造成的电能需求波动；应急模式运行时，将承担短时间电机启动冲击负荷，并起到对铅酸电池储能组的冗余备用功能以提高整个应急电源系统的可靠性。
铅酸电池变流器组额定容量为2MW。在正常模式运行时，主要承担与之连接的配电网的母线的动态无功补偿；应急模式运行时，铅酸电池变流器组将调节铅酸电池储能组提供的应急电源的电压以保证铅酸电池储能组提供的应急电源的电压适合配电网母线。
锂电池变流器组额定容量为1MW。在正常模式运行时，主要承担与之连接的配电网的母线的动态无功补偿；应急模式运行时，将承担短时间电机启动冲击负荷，并起到对铅酸电池变流器组的冗余备用功能以提高整个应急电源系统的可靠性。
如图3所示，展示了从正常模式手动/自动切换为应急模式的流程示意图。如图4所示，展示了从应急模式手动/自动切换为正常模式的流程示意图。正常模式和应急模式之间的模式切换通过手动或自动进行。在应急模式下，当母线通过应急电源提供应急供电后，提供重要负荷的供电需要重新闭合一系列沿线的断路开关，以最终将供电输送到重要负荷，这一过程可以同样通过手动或自动完成，退出应急供电也同样如此。
如图2所示，上文所述总控装置15包括：分析模块21，用于对配电网的数据进行实时分析；管理模块22，用于根据系统以及电池变流器组和电池储能组的运行情况决定电池变流器组和电池储能组的运行模式；控制模块23，用于根据所述管理模块22决定的电池变流器组和电池储能组的运行模式控制电池变流器组和电池储能组进行模式切换；数据共享模块24，用于与所述配电网进行数据交换。
在正常模式运行时，总控装置15通过对已有煤矿配电网监测调度系统的电能数据共享与在线分析优化，提供两段母线的动态无功补偿的功能，以及相关的削峰填谷，负荷跟踪等有功变化的总体协调与控制功能；应急电源模式运行时，通过对已有煤矿配电网监测调度系统的开关数据共享与在线分析优化，准确判断并启动应急电源模式，并为用户提供两种配电网重构的选择:手动或者自动。除此外，还可提供系统供电恢复过程的手动或自动模式选择。
具体来讲，总控装置15包含的模块具体功能如下：
分析模块21，对煤矿配电网的数据进行实时分析。分析的结果主要用于两个方面的用途，一是进行负荷的优化调度与调节，通过配电网自身对负荷开关的逻辑组合与时移达到降低尖峰负荷，降低线损，提高设备利用率的作用；二是短时间内，直接调用本实用新型系统对负荷进行削峰填谷；前者可以看成是对配电网负荷优化的稳态调节，后者可以看成是是对配电网负荷优化的动态调节。
管理模块22，对所有相关设备进在线监测与管理的主要设备。监测的功能主要是将可以采集到的测量数据收集起来，一方面用做实时控制，另一方面用做故障分析与判断。管理的功能主要是根据系统的运行情况，结合设备自身的状况，来决定设备的运行模式，其中还包括对设备的周期性自检，以提高设备的可靠程度与安全性。
控制模块23，对电池储能子系统进行直接控制的单元。其控制模式的确定来自于分析模块21或者管理模块22，其中分析模块21的信息侧重于功率控制流向与大小的命令；管理模块22的信息侧重于运行模式逻辑选择与配电组合方式的命令。
数据共享模块24，作为与煤矿配电网的数据交换的接口，主要负责交换信息。
总控装置15还可以与防雷接地设备、变压器高低压配电设备以及安保环境控制设备(消防设备、空调设备、控制电源设备以及视频监控设备)等连接，总控装置15同时也可以对这些设备进行监测以及控制，从而使煤矿智能化电源储能系统的安全性进一步提升。
如上文所述，所述管理模块22还用于对电池变流器组和电池储能组进行周期性检测。周期性检测可以对所有的变流器组与电池储能组的健康状态进行全面的监测并及时发现问题，以保证系统作为应急电源功能的高可靠性。同时，除了变流器组与电池储能组各自都提供了全面的故障报警保护功能外，在系统总控装置15一级，本系统还带有多种高级故障诊断与预警保护功能，其最终目的是通过多手段多方位的监测、分析与判断，将系统各个环节中可能出现的问题控制在早期发生阶段，避免潜在故障发生的可能性与突然性，提高系统运行的安全性。
通过上述技术方案，采用本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统，总控装置分析来自配电网的数据，根据分析结果判断第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组和第二电池变流器组应该进行何种动作，并进而控制第一电池储能组、第二电池储能组、第一电池变流器组和第二电池变流器组进行模式切换，使在正常模式时，第一电池储能组给第一电池变流器组供电并对第一电池储能组含有的电池进行浮充电，第二电池储能组给第二电池变流器组供电并对配电网负荷进行有功调节，第一电池变流器组和第二电池变流器组对配电网的母线进行动态无功补偿；在应急模式时，第一电池储能组和第二电池储能组提供应急电源，第一电池变流器组和第二电池变流器组分别对所述第一电池储能组和所述第二电池储能组提供的应急电源的电压进行调节。本实用新型提供的煤矿智能化电源储能系统可以提高煤矿配电网系统的智能性与可控性，进而实现煤矿配电网的高效、安全和可靠工作。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (9)
1.一种煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，该系统包括：
第一电池储能组(11)、第二电池储能组(12)、第一电池变流器组(13)以及第二电池变流器组(14)，用于
在正常模式时，所述第一电池储能组(11)给所述第一电池变流器组(13)供电并对所述第一电池储能组(11)含有的电池进行浮充电，所述第二电池储能组(12)给所述第二电池变流器组(14)供电并对配电网负荷进行有功调节，所述第一电池变流器组(13)和所述第二电池变流器组(14)对配电网的母线进行动态无功补偿；
在应急模式时，所述第一电池储能组(11)和所述第二电池储能组(12)提供应急电源，所述第一电池变流器组(13)和所述第二电池变流器组(14)分别对所述第一电池储能组(11)和所述第二电池储能组(12)提供的应急电源的电压进行调节；
总控装置(15)，与所述第一电池储能组(11)、所述第二电池储能组(12)、所述第一电池变流器组(13)和所述第二电池变流器组(14)连接，用于分析配电网的数据，并根据分析结果来控制所述第一电池储能组(11)、所述第二电池储能组(12)、所述第一电池变流器组(13)和所述第二电池变流器组(14)进行模式切换。
2.根据权利要求1所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述第一电池储能组(11)是铅酸电池储能组，所述第二电池储能组(12)是锂电池储能组，在应急模式时，所述第二电池储能组(12)为所述第一电池储能组(11)备用。
3.根据权利要求1所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述第一电池变流器组(13)是铅酸电池变流器组，所述第二电池变流器组(14)是锂电池变流器组，在应急模式时，所述锂电池变流器组为所述铅酸电池变流器组备用。
4.根据权利要求3所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述第二电池变流器组(14)连接于配电网的第二母线，所述第一电池变流器组(13)连接于配电网的第一母线。
5.根据权利要求1所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述有功调节为削峰填谷和负荷跟踪其中至少一者。
6.根据权利要求1所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述模式切换通过手动或自动进行。
7.根据权利要求1所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述总控装置包括：
数据共享模块(24)，用于与所述配电网进行数据交换；
管理模块(22)，与所述数据共享模块(24)连接，用于根据系统以及电池变流器组和电池储能组的运行情况决定电池变流器组和电池储能组的运行模式；
控制模块(23)，与所述管理模块(22)连接，用于根据所述管理模块(22)决定的电池变流器组和电池储能组的运行模式控制电池变流器组和电池储能组进行模式切换。
8.根据权利要求7所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述总控装置还包括：
分析模块(21)，与所述控制模块(23)和所述数据共享模块(24)连接，用于对配电网的数据进行实时分析。
9.根据权利要求7所述的煤矿智能化电源储能系统，其特征在于，所述管理模块(22)还用于对电池变流器组和电池储能组进行周期性检测。
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| CN201521031498.4U CN205141693U (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 煤矿智能化电源储能系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105375495A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-02 | 神华集团有限责任公司 | 煤矿智能化电源储能系统 |
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- 2015-12-11 CN CN201521031498.4U patent/CN205141693U/zh active Active
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